Устройство для многорежимного управления -фазным шаговым двигателем

(56) Авторское свидетельство СССР М 1083321, кл, Н 02 Р 8/00, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1511845, кл. Н 02 Р 8/00, 08.12,87.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ г -ФА)НЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электрического привода, и может быть использовано для ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР дискретного управления 1 п-фазным шаговым двигателем с перестраиваемыми режимами коммутации, Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации. Устройство содержит и) элементов ИМПЛИКАЦИЯ 3 - 6, п) элементов ИЛИ 7 - 10, шину 15 выбора режима коммутации, дешифратор 2, задатчик 1 кода. Обеспечиваются режимы коммутации с различной скоростью движения, переход с одной скорости на другую без ложных движений, а также снижение энергопотребления при числе одновременно включаемых обмоток более двух, 1 ил,Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации.На чертеже представлена функциональная схема устройства для многорежимного управления а-фазным шаговым двигателем.Устройство содержит задатчик 1 кода управления с К выходами, К-разрядный дешифратор 2 с 2 выходами, а элементов ИПМЛИКАЦИЯ 3 - 6, а элементов ИЛИ 7 - 10, а элементов И-НЕ 11 - 14, шину 15 выбора режима коммутации. Выходы эадатчика кода 1 управления соединены с соответствующими входными разрядами дешифратора 2, четные выходы (О, 2, 4, 2-2) которого по кольцевой схеме соединены с входами и-го (и=1, 2, За) и (и+1)-го элементов И - НЕ 11 - 14, включая и соединение входов первого 11 и а-го 14 элементов И-НЕ. Например, первый выход дешифратора 2, обозначенный "0", соединен с входами первого 11 и второго 12 элементов И-НЕ. Третий выход дешифратора 2, обозначенный "2", соединен с входами второго 12 и третьего 13 элементов И-НЕ. Аналогично соединены и другие четные выходы дешифратора 2, включая и последний четный выход, обозна. ченный "2 - 2", который соединен с входами первого 11 и а-го 14 элементов И-НЕ.Нечетные выходы дешифратора 2 (1, 3, 52 а) по порядку соединены с инверсным входом и-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ 3-6 и первым входом (и+1)-го элемента ИЛИ .7-10, включая соединение указанных входов а-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ 6 и первого элемента ИЛИ 7. Например, второй выход дешифратора 2, обозначенный "1", соединен с инверсным входом первого элемента ИМПЛИКАЦИЯ 3 и первым входом второго элемента ИЛИ 8. Четвертый выход дешифратора 2, обозначенный "3", соединен с инверсным входом второго элемента ИМПЛИКАЦИЯ 4 и первым входом третьего элемента ИЛИ 9. Аналогично соединены и другие нечетные выходы дешифратора 2, включая и последний нечетный выход, обозначенный "2 я", который соединен с инверсным входом а-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ 6 и с первым входом первого элемента ИЛИ 7. Выход и-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ соединен с входами и-го, (и+1)-го и (и+2)-го элементов И-НЕ 11-14, включая соединения входов(а)-го, а-го 14 и первого 11 элементов И-НЕ, а также соединение входов а-го 14, первогр 11 и второ го 12 элементов И - НЕ, Например, выход первого 3 элемента ИМПЛИКАЦИЯ соединен с. входами первого 11, второго 12 и третьего 13 элементов И - Н Е. Выход второго элемента ИМПЛИКАЦИЯ 4 соединен с входами второго 12, третьего 13 и четвертого элементов И - НЕ. Аналогично соединены и остальные выходы элементов ИМПЛИКАЦИЯ с входами элементов И - НЕ. Выход и-го элемента ИЛИ 7 - 10 соединен с входом и-го 10 элемента И - НЕ 11 - 14.Устройство работает следующим образом.С выходов задатчика кода управления на входы дешифратора 2 поступают коды управления, которые могут изменять свое значение по выбору на каждом последую 15 щем шаге либо на двоичную единицу, либо на двоичную двойку, либо на двоичную тройку и т.д. При этом на соответствующем входному коду выходе дешифратора 2 устанавливается нулевой логический потенциал, который поступает либо на вход соответствующего элемента ИМПЛИКАЦИЯ или ИЛИ, либо на входы соответствующей пары элементов И - НЕ. Прохождение выходного сигнала дешифратора 2 через эле 20 25 менты ИМПЛИКАЦИЯ 3 - 6 или 7 - 10 определяется логическим потенциалом на шине 15 выбора режима коммутации. Так, если на шине 15 установлен потенциал ло 30 гической единицы,то на выходах и 1 элементов ИМПЛИКАЦИЯ 3-6 устанавливаются логические сигналы, соответствующие их входному сигналу, а на выходах а элементов ИЛИ 7 - 10 - сигналы, равные логической 35 единице. Если же на шине 15 установлен потенциал логического нуля, то на выходах а элементов ИМ ПЛ И КАЦИЯ 3 - 6 устанавливаются потенциалы, равные логической единице, а на выходах т элементов ИЛИ 7 - 10 устанавливаются логические сигналы, соответствующие их входному сигналу, Поэтому появление на входе любого элемента И - НЕ 11 - 14 потенциала, равного логическому нулю, вызывает на его выходе потенциал логической единицы, что соответствует подключению фазной обмотки шагового 40 45 двигателя ментов И - НЕ, что позволяет подключать одновременно три фазные обмотки шагового двигателя. Выход каждого из а элементов ИЛИ 7-10 подключен к входу только одного элемента И-НЕ 11-14.Это позволяет подключать одну фазную обмотку шагового двигателя. А четные выходы дешифратора 2 подключены к входам пары элементов И-НЕ 11-14, что позволяет 55 50 Выход каждого из а элементов ИМПЛИКАЦИЯ 3-6 подключен к входам трех эле 159810010 15 20 25 30 35 40 45 50 подключать одновременно две фазные обмотки шагового двигателя. Поэтому такое включение элементов И - НЕ 11 - 14 позволяет получить семь режимов коммутации, при которых используются возможности задатчика 1 кода управления и управления шиной 15 выбора режима коммутации. Например, для четырехфазного шагового двигателя режимы коммутации следующие:1) - 1-1-2-23-3-34-4-41-1-2) - 12-123-23-234-34-341-41-412-12-3) - 1-2-3-4-1;.,4) - 12-23-34-41-12-5) - 123-234-341-412-123-6) - 1-23-4-12-3-41-2-34-1-7) - 12-234-41-123-34-412-23-341-12-Для меньшего или большего числа фаз шагового двигателя, чем четыре, характер режимов коммутации сохраняется, но соответственно уменьшается или увеличивается число тактов коммутации и число подключенных фазных обмоток, Из приведенных режимов следует, что пункты 1 и 2 схожи по характеру движения, имеют одну цену шага, но различаются лишь числом подключаемых фаз. Аналогично схожи пункты 3 - 5, 6 и 7, где цена шага другая, соответственно увеличенная в два и три раза по отношению к цене шага пунктов 1 и 2.Так как в каждой из этих трех групп режимов коммутации присутствует включение одинакового числа фазных обмоток шагового двигателя (одна, две и три), то оказывается возможным изменение цены шага движения с любого шага без совершения ложного движения или оперативное управление энергетическими характеристиками шагового двигателя путем изменения логического потенциала на шине 15, При установке тактовой частоты, удовлетворяющей частоте приемистости шагового двигателя на режимах пункта 6 или 7, становится возможным управление шаговым двигателем с электронной редукцией скорости.Режимы пунктов 1 и 2 соответствуют малой скорости движения ( скорость), режимы пунктов 3-5 - средней скорости движения ( скорость), режимы пунктов 6 и 7 - большой скорости ( скорость). Переход с одной скорости движения на другую осуществляется при помощи задатчика 1 кода управления; Возможность оперативного управления энергетическими характеристиками шагового двигателя позволяет в статическом режиме уменьшать энергопотребление до минимально возможного значения для конкретного включения фазных обмоток, т.е. если включены три фаэнце обмотки,то путем установки на шине 15 потенциала логического нуля происходит отключение крайних фазных обмоток подключенной группы, а остается подключенной только одна центральная. Если же включены две фазные обмотки, то изменение логического потенциала на шине 15 не приводит к меньшему числу подключенных фаз, сохраняя их включение прежними, .Таким образом, изобретение позволяет осуществлять многорежимное управление шагового двигателя с любым числом фаз, исключить ложные движения при этом управлении как в статическом, так и в динамическом режимах. Кроме того, изобретение позволяет изменять цену шага или осуществлять электронную редукцию скорости движения, а также управлять энергетическими характеристиками шагового двигателя. Формула изобретения устройство для многорежимного управления а-фазным шаговым двигателем, содержащее К-разрядный дешифратор, с 2 а выходами, а элементов И - НЕ, выходы которых предназначены для соединения с входами усилителей мощности, задатчик кода управления с К выходами, соединенными с соответствующими входами дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации, введены а элементов ИМПЛИКАЦИЯ, в элементов ИЛИ и шина выбора режима коммутации, прямые входы а элементов ИМПЛИКАЦИЯ и вторые входы в элементов ИЛИ объединены и соединены с шиной выбора режима коммутации, каждый четный выход дешифратора О, 2, 42 в - 2 по кольцевой схеме соединен с входом и-го (и=1, 2, 3, ,ги) и с входом (и+1)-го элементов И-НЕ, каждый нечетный выход дешифратора 1, 3, 5, ., 2 а - 1 по кольцевой схеме соединен с инверсным входом п-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ и первым входом (и + 1)-го элемента ИЛИ, выход каждого и-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ соединен по кольцевой схеме с входами и-го, (и+1)-го и (и+2)-го элементов И-НЕ, выход и-го элемента ИЛИ соединен с входом и-го элемента И - НЕ.