Устройство для управления шаговым двигателем

(51) 4 Н 02 Р 8/00 ГОСУД ПО ДЕЛ О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ РСКОМУ С ля, У телем 1, ре ос с с- ты гател т 8 ключ че пр пол ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 368707, кл. Н 02 Р 7/62, 1972.АвторсКое свидетельство СССРУ 468345, кл. Н 02 Р 7/62, 1974.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЫГВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электртехнике. Цель изобретения - повыше ыстр одеист вия шаг оного двигатестройство для управления двигасодержит генератор импульсов версивный счетчик. текущей ско, счетчик-делитель 3, счетчик шагов 4, коммутатор фаз 5, дви ь 6, дешифратор текущей скоромультиплексор верхней часто льтиплексор нижней частоты 9, 10, 11, 12, 13, Изменение знаверхней скорости двигателя в оцессе работы в зависимостданного технологического реживышает его быстродействие, 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению шаговыми двигателями.Целью изобретения является повышение быстродействия шагового двига теля.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 импульсов, реверсивный счетчик 2 те О кущей скорости, счетчик-делитель 3, счетчик 4 числа шагов, коммутатор 5 фаз, шаговый двигатель 6, дешифратор 7 текущей скорости, мультиплексор 8 верхней частоты, мультиплексор 15 9 нижней частоты, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 ключи.Генератор 1 импульсов выходами 14 и 15 подключен к первому входу второго ключа 11 и суммирующему вхо ду 16 счетчика-делителя 3, вход 17 записи которого подключен к выходу второго ключа 11, а входы 18 установки - к выходам реверсивного счетчика 2 текущей скорости и входам дешифратора 7 текущей скорости.,Ре - версивный счетчик 2 текущей скорости суммирующим входом 19 подключен к выходу третьего ключа,12, а вычита,ющим входом 20 - к выходу четвертого клю ча 13. Выход переноса счетчика-делителя З,соединен с вторым входом второго ключа 11, первым входом первого ключа 10 и суммирующим входом счетчика 4 числа шагов, выход переноса которого подключен к первым входам третьего 12 и четвертого 13 ключей, Второй вход первого ключа 10 является входом "Движение" устройства, а выход этого ключа соединен с входом коммутатора 5 фаз, выходами подключенного к входам шагового двигателя 6; Инверсные выходы дешифратора 7 текущей скорости подключены к входам Мультиплексора 8 верхней частоты и мультиплексора 9 нижней частоты, Адресные входы обоих мультиплексоров являются входами устройства "Скорость", стробирующие входы мультиплексоров 8 и 9 - входами уст 50 ройства "Разгон" и "Торможение" соответственно. Выход мультиплекеора 8 соединен с вт срым входом тр ет ье го ключа 12, а выход мультиплексора 9- с вторым входом четвертого ключа 13. Устройство работает следующим образом.о гйх 2". - ш где й, . -ЬЫх частота импульсов на выходесчетчика-делителя 3,частота импульсов ТИ 1 генератора 1;число разрядов счетчика-делителя 3;число, записанное в счетчике 2 текущей скорости,Импульсы с выхода счетчика-делителя 3 поступают на вход счетчика Примем за исходное состояние устройства после окончания процесса тор -можения. На. входы Движение" и "Разгон" поданы уровни логического нуля,на вход "Торможение" - уровень логической единицы, а на вход "Скорость"соответствующий днй из нижних частот управления шаговым двигателем 6. При этом нижний уровень свозбужденного выхода дешифратора 7транспортируется мультиплексором 9на вход ключа 13 и запрещает поступление импульсов на вычитающий вход20 счетчика 2 текущей скорости. Ввиду того, что на стробирующий входмультиплексора 8 подан уровень логического нуля (сигнал "Разгон" ), наего выходе также будет низкий уровень, который запрещает поступлениеимпульсов на суммирующий вход 19счетчика 2 текущей скорости черезключ 12. Таким образом, до изменения входных сигналов состояние счетчика 2 текущей скорости будет постоянным. Число, записанное в этомсчетчике, определяет коэффициент деления счетчика-делителя 3,Генератор 1 импульсов формируетдве последовательности импульсов ТИ 1и ТИ 2 одинаковой частоты, сдвинутыходна относительно другой по времени,Импульсы ТИ 1 с выхода 14 генератора1 импульсов поступают на вход 16счетчика-делителя 3. Сигнал переполнения с выхода счетчика-делителя 3стробируется импульсом ТИ 2 с выхода15 генератора импульсов и импульсс выхода ключа 11 производит установку счетчика-делителя 3 в соответствии с состоянием счетчика 2 текущей скорости. Далее процесс за-.полнения счетчика-делителя 3 циклически повторяется, в результате наего выходе формируется последовательность импульсов частотой(2) Еалых 2 ъ - ш+х 4 числа шагов, сигнал переполнениякоторого подается на входы ключей12 и 13, но, поскольку, как было показано, ключи 12 и 13 закрыты, этотсигнал не оказывает никакого влияния на содержимое счетчика 2 текущейскорости,Для обеспечения режима разгонанеобходимо на входы "Разгон" и "Дви 11жение подать высокие уровни, на вход"Торможение" - низкий уровень, а навход 11 Скор ость 11 - код, соответствую. щий одной из верхних частот управления шаговым двигателем 6. При этоммультиплексор 8 верхней частоты будет транслировать на вход ключа 12высокий уровень с невозбужденноговыхода дешифратора 7 текущей скорости. На выходе мультиплексора 9, будетсформирован сигнал низкого уровня,закрывающий ключ 13. Импульсы с выхода счетчика-делителя 3 через открытый ключ 10 начнут поступать навход коммутатора 5 фаз и вал шагового двигателя 6 будет вращаться соскоростью, определяемой нижней частотой, значение которой рассчитывается по выражению ( 1) .По переполнении счетчика 4 числашагов импульс с его выхода через открытый ключ 12 поступит на суммирую -щий вход 19 счетчика 2 текущей скорости и увеличит содержимое последнего на единицу. Начнется перваяступень разгона; изменится коэффициент деления счетчика-делителя 3и частота импульсов на его выходе,а следовательно, и на входе коммутатора 5 фаз, примет значение 1где Й - частота импульсов на выьыхходе счетчика-делителя3, соответствующая первой ступени разгона.Количество импульсов частоты Й, определяется емкостью счетчика 4 числа шагов и составляет 2"1, гдеи - разрядность счетчика 4. Пр переполнении счетчика 4 содержимое счетчика 2 текущей скорости увеличится еще на единицу и начнется новая ступень разгона, и т.д. Частота выходных импульсов -й-ступени разгона определится как Процесс разгона закончится, когдавозбудится выход дешифратора 7 конечной скорости, подключенный квходу мультиплексора, выбранному кодом на входе Скорость", Это значит,что значение счетчика 2 текущей скорости дастина заданного, и на входкоммутатора 5 фаз поступает частота,соответствующая заданной верхней ско О рости вращения вала шагового двигателя 6. Сигнал низкого уровня с возбужденного выхода дешифратора 7 через мультиплексор 8 транслируетсяна вход ключа 12 и запрещает поступ ление импульсов на суммирующий вход19 счетчика 2 текущей скорости. Состояниее счетчика 2, а следовательно,.и частота управления шаговым двигателем 6 будут оставаться постоянными 20 до изменения значений сигналов навходе устройства.Процесс торможения происходит впоследовательности, обратной процессу разгона, Для этого необходимо на 25 вход "Разгон подать низкий уровень,на вход "Торможение 1 - высокий, ана вход "Скорость" установить код,соответствующий требуемой нижнейскорости вращения вала шагового двигателя 6. При этом ключ 12 будет закрыт, а ключ 13 открыт. Импульсыпереполнения счетчика 4 числа шаговбудут поступать на вычитающий вход20 счетчика 2 текущей скорости иуменьшат его содержимое. По окончании процесса торможения устройствовозвращается в исходное состояние,Изменение значения верхней ско 40рости шагового двигателя в процессеработы в зависимости от заданноготехнологического режима повышаетбыстродействие шагового двигателя врассматриваемом устройстве и, сле 45довательно производительность тех 9нологического оборудования . Формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее генераторимпульсов, реверсивный счетчик текущей скорости, первый клич, выходомсоединенный с входом коммутатора фаз,подключенного выходами к шаговому 55 двигателю, о т л и ч а ю щ е е с ятем,что, с целью повышения быстродействия шагового двигателя, содержитсчетчик-делигель, счетчик числа ша 5 12 б 7582 . бгов, дешифратор текущей скорости, ней частоты, а выход - к первому мультиплексоры верхней и нижней час- входу реверсивного счетчика текущей тот, второй, третин и четвертый клю- скорости, второй вход четвертого чи, а генератор импульсов первым вы- ключа подключен к выходу мультиплекходом подключен к первому входу счет-сора нижней частоты, а выход - к вточика-делителя, вторым - к первому рому входу реверсивного счетчика тевходу второго ключа, выходом соеди- кущей скорости, выход которого соененного с вторым входом счетчика- динен с третьим входом счетчика-деделителя, который своим выходом под- лителя и входом дешифратора текущей ключен к второму входу второго ключа 1 О скорости, выходом подключенного к и входу счетчика числа шагов, выхо- первым входам мультиплексоров верх- дами соединенного с первыми входами ней и нижней частот, вт орые, трет ьи третьего и четвертого ключей, при- входы обоих мультиплексоров и второй чем второй вход третьего ключа под- вход первого ключа подключены к вхоключен к выходу мультиплексора верх дам устройства.Составитель 3. ГорникРедактор А.Гулько Техред И.Попович Корректор Л,ПилипенкоЗаказ 5832/56 Тираж б 3 1 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб ., д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4