Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ БО ПУБЛИН(51) 4 Н 02 Р 8/00 ТВУ РСНОМУ СЕИДЕ СУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Патент Австрии У 367937, кл, Н 02 А 8/00, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1069116, кл. Н 02 А 8/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике, к линейному шаговому реверсивному электроприводу. Цель изобретения состоит в повышении точности путем уменьшения величин шага, Счетчик 1 соединен прямыми выходами разрядов с преобразователем 2 код - аналог, инверсными - с преобразователем 3 код - аналог, а выходом переноса - с тактовым входом распределителя импульсов 4, соединенного входами с шинами направления движения. Выходы распределителя импульсов попарно подключены к управляющим входам ключей 9.1-9.4, образующих мостовую схему 10, в одну диагональ которой .включена обмотка двигателя 11, а в другую диагональ подключены объединенные выходы аналоговых ключей 6 и 7. Каждый импульс частоты Е вызыва- ет перемещение индуктора шагового двигателя на расстояние, определяемое коэ 44 ициентом дробления и числом полюсов индуктора, Дальнейшее уменьшение перемещения .по частоте Й возможно увеличением числа разрядов в преобразователях код - аналог 2, 3 и.счетчике 1. 4 ил.Изобретение относится к электротехнике, управлснию электрическимимашинами и может быть использованов линейном шаговом реверсивном элек 5троприводе с электрическим дроблением шага.Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения величины шага.На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - временныедиаграммы его работы при движениивперед; на фиг.3 - то же, при движении назад; на фиг,4 - мостовая схемаподключения обмотки, 15Счетчик 1 соединен прямыми выходами разрядов с преобразователем 2 код -аналог, инверсными выходами - с преобразователем 3 код - аналог, а выходом переноса - с тактовым входомраспределителя 4 импульсов, соединенного входами с шинами направлениядвижения, выходы которого соединеныс входами дополнительного распределителя 5, к выходам которого подключены управляющие входы аналоговых ключей 6 и 7, сигнальные входы которыхсоединены с выходами преобразователей2 и 3 код - аналог соответственно. Выходы распределителя 4 попарно, непосредственно и через инверторы 8, подключены к управляющим входам ключей9,1-9.4, образующих мостовую схему10, в диагональ которой включена обмотка двигателя 11, а к другой диаго-,нали подключены объединенные выходыаналоговых ключей 6 и 7.Устройство работает следующим образом,При необходимости осуществленияподвижной части устройства в заданном направлении на вход счетчика 1поступает определенное количество импульсов частоты Й и активизируетсяТсоответствующая шина направления движения (В или Н). Код, вырабатываемый45счетчиком 1 на прямых выходах, преобразуется преобразователем 2 в ступенчато возрастающее напряжение П . Преобразователь 3 вырабатывает ступенча-,то убывающее напряжение Б . Числоступеней П и Б соответствует коэф 2 3фициенту дробления шага.Одновременно включается распределитель 4 импульсов, который начинает вырабатывать управляющие сигналы Е-Е. Законы изменения последних зависят от направления движения. Эти сигналы управляют работой мостовых схем 10 переключения тока в обмотках 11 двигателя, обеспечивая подачу напряжений Бд и П в какую-либо пару обмоток. Кроме того, они участвуют в формировании управляющих сигналов Х, - Х 4. Это происходит в распределителе 5 импульсов, работа которого не зависит о от направления движения, Длительность сигналов Х,-Х 4 равна длительности импульсов напряжений П и П, а длитель- ность сигналов 2 -Е в два раза превышает длительность импульсов Б и Б.Сигналы Х-Х разрешают прохождение напряжений Б и П соответственно на сигнальный вход мостовых схем 1,0, Сигналы 2; подаются на управляющие входы схем 10 (через инвертор 8 и непосредственно) и открывают соответствующую пару транзисторов (9.1, 9,3 или 9,2, 9,4). Этим обеспечивается реверсирование тока в обмотках 11, в результате чего формируются ступенчато изменяющиеся знакопеременные токи, которые обеспечивают получение движущегося магнитного поля,Законы изменения управляющих сигналов 2-2 описываются следующимивлогическими функциями: Е=ВЬсч НЪс;2 = ВЬсчНЬс; 2 = ВЬсчНЬс; 2ВЬсчНЬс; 2 = (Всч Нс) ч(аЬч аЬ);2 = (ВсчНс)ч(аЪчаЬ); 27 = (ВчН)(аЬсчаЬс); Ед = (ВЧН) (аЬсчаЬс), где а, Ь, с, а, Ь, с - сигналы на прямых и инверсных выходах счетчика 1 соответственно; В и Н - сигналы на шинах "Вперед" и "Назад".Законы изменения сигналов Х-Х имеют вид: Х = У = (21 ч 2 )(27 ч 28 ); Хг = Уз = (Е.ч 2)(2 чЕ) Хз = У 1Действие каждого импульса частоты 1 выражается в перемещении индуктора шагового двигателя на расстояние, определяемое коэффициентом дробления (из фиг,2 видно, что коэффициент дробления в рассмотренном случае равен 8) и числом полюсов индуктора,. Дальнейшее уменьшение перемещения по частоте Гт возможно увеличением числа разрядов в преобразователях 2, 3 код - аналог и счетчике 1 (фиг.1). Логика работы других узлов при этом не изменяется.Применение предлагаемого устройства позволяет при одной и той же конструкции двигателя и одинаковой емкости счетчика в два раза увели1356174 вХ чить число шагов, соответственно уменьшив величину шага, чем и достигается цель изобретения. Формула изобретения5 Устройство для управления шаговым двигателем с постоянными магнитами, содержащее счетчик, два преобразователя код - аналог, распределитель импульсов и каналы управления по числу обмоток шагового двигателя, каждый из которых включает в себя два аналоговых ключа, соединенных выходами между собой, сигнальными входами - с выходами преобразователей код - аналог, один из которых соединен входами с прямыми, а другой - с инверсными выходами разрядов счетчика, тактовый вход распределителя импульсов соединен с выходом переноса счетчика, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностипутем уменьшения величины шага, внего введены дополнительный распределитель импульсов и в каждый каналвведены четыре ключа, образующие мостовую схему, в диагональ которой,соединенную с выходами ключей, включена обмотка двигателя, управляющиевходы ключей, включенных в противолежащие плечи моста, связаны с однимвыхопом распределителя импульсов,другая диагональ моста подключена квььходам аналоговых ключей, управляющие входы которых подключены к выходам дополнительного распределителяимпульсов, соединенного входами с выходами основного распределителя импульсов.135 б 174 Составитель В.АлфимовТехред М.Ходанич 4 Корректор С.Черни . Редактор А,Маковская Тираж 659 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5