Устройство для управления шаговым двигателем

,Н.Романько 8.8)тельство СС 00, 1984. льство СССР Р 8/00, 198 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕ) 1014119, кл, Н 02 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к управленим электрическими машинами и может быть использовано в дискретномприводе с регулированием скоростив широких пределах. Цель состоит врасширении функциональных возможностей путем изменения скорости вовремя движения. Для этого генератор1 формирует на выходе три частоты,первая из которых через элементы И 5и 6 поступает на реверсивный счетчик7, выходной код которого являетсяадресом запоминающего устройства 8,в котором записаны значения ускорения каждого аппроксимирующего траекторию движения участка. ВыходнойЯО Ив 6 код запоминающего устройства 8 определяет коэффициент пересчета управляемого делителя частоты на основе интегратора 9,на тактовый вход которого поступают импульсы второй частоты с генератора 1, Выходная частота интегратора 9 через элементы И 12и 13, на вторые входи которых заведены выходные шины схемы сравнения19 заданной и текущей скоростей,поступает на реверсивный счетчик 14,выходной код которого определяеттекущую скорость и поступает на .одинвход схемы сравнения 19 и вход )егистра 15, стробируемого выходнымиимпульсами. Виходной код регистра15 определяет коэффициент пересчетауправляемого делителя частоты наоснове интегратора, на тактовый входкоторого поступают импульсы третьейчастоты с выхода генератора 1. Выходные импульсы с интегратора поступают на распределитель импульсов22 и далее на силовые элементы управления двигателем. Таким образом,устройство аппроксимирует траекториидвижения множеством участков с потоянным ускорением. 1 з,п. ф-лы ил е45 113Изобретение относится к управлению электрическими машинами и можетбыть использовано в дискретном приводе с регулированием скорости вшироких пределах.ель изобретения состоит в расширении функциональных возможностейпутем изменения скорости во времядвижения.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2график аппроксимации выходной частоты устройства,Устройство содержит генераторимпульсов 1 с выходами 2-4, выход 3через первый и второй элементы И 5и 6 подключен к выходам реверсивногосчетчика 7, с выходом которого связано запоминающее устройство (ЗУ) 8,управляемый делитель частоты 9 цаоснове сумматора 10 и регистра 11,соединенного через третий и четвертый элементы И 12 и 13 с дополнительным реверсивным счетчиком 14, выходкоторого соединен через регистр 15с управляемым делителем частоты 16,на основе сумматора 17 и регистра18, элемент сравнения кодов 19, выходы 20 и 21 которого соединены свторыми входами элементов И 5, 6,12, 13, и распределитель импульсов22 соединенный входом с выходомуправляемого делителя частоты 16.Вход управляемого делителя частоты9 соединен с выходом запоминающегоустройства 8, тактовый вход регистра 11 соединен с выходом 2 генератора, а тактовый вход регистра 18 -с выходом 4 генератора. Один входэлемента сравнения кодов 19 соединенс шиной задания скорости, а второйвход - с выходом дополнительногореверсивного счетчика 14. Устройство работает следующим образом.Траектория разгона (торможения) шагового двигателя аппроксимируется участками1С вс постоян цым ускорением. Величина ускорения для каждого участка определяется значением кода, занесенного в ЗУ 8 по адресу каждого участка.Перед началом движения в схему сравнения 19 по одному входу записывается код заданной скорости, на которую должен выйти шаговый двигатель. Начало движения осуществляется пуском гецератора импульсов 1,81682 2на выходах 2, 3 и 4 которого появляются импульсы с частотами Р 1, Р 2и Р 3 соответственно, Одновременнос пуском генератора 1 срабатываетсхема запуска (на функциональнойсхеме устройства не показана), которая вырабатывает первый ориентирующий импульс на входе распределителя10 импульсов 22.Импульсы с частотой Р 1 поступаютна первые входы элементов И 5 и 6,вторые входы которых соединены с выходами 20 и 21 элемента сравнения15 кодов 19. На этапе разгона двигателя,когда заданная скорость превышаеттекущую скорость двигателя, ца выходе 20 присутствует сигнал "1", который разрешает прохождение импульсовс частотой Р 1 через элемент И 5 цавход прямого счета реверсивногосчетчика 7, Первым же импульсом цавыходе счетчика 7 устанавливаетсякод, который является кодом адресаЗУ 8. По первому адресу из ЗУ 8 выбирается значение кода величины ускорения на первом участке , траектории разгона. Значение кода ца выходе ЗУ 8 записывается на второй входсумматора 10. На тактовый вход регистра 11 поступают импульсы с выхода3 генератора 1 с частотой Р 2, кото 3рая в 10 -10 раз превышает частоту Р 1.Частота на выходе переноса сумматора 10 Г интегратора прямопропорциональна величине ускорения и определяется следующим выражениемР г 11 аЕ405 МО где Иа - код величины ускорения навтором входе сумматора 10;М - разрядная емкость сумматозмора 10, по заполцеццю которой на шине переноса появляется"импульс. Выходная частота интегратора Гапоступает на первые входы третьего Б 0 и четвертого элемецтоц И 12 и 13,На этапе разгона "1" ца выходе20 разрешает прохождение импульсовс выхода сумматора 10 через элементИ 12 на вход прямого счета дополнительного реверсивного счетчика 14,Код на выходе счетчика 14 прямо пропорционален текущей скорости двигателя, Этот код первым ориентирующимимпульсом со схемы запуска переписы1381 б 82 1 О 5 мтТ11 чЕь 20 ки двигателя 40 45 50 55 лется в дополнительный регистр 15,л также поступает на торой гзходэлемента 19, Выход регистра 15 соединен с вторым входом сумматора 17,Нл тлктовьп вход регистра 18 поступают импульсы с частотой 3 с выхода4 генератора 1, Частота 3 выбирается меньше минимальной частоты Гв 5-10 рлз. Частота нл выходе сумматора 17 пропорциональна скоростидиглтеля, Период частоты Т цл выход сумматора 7 определяется следующим выражением где М - код величины скорости цачвтором входе сумматора 17;М - разрядная емкость сулгмлто 5 мпрл 17, по заполнецик которой ца выходе интеграторапоявляется импульс. Лалее импульсы поступают цл распределитель импульсов 22, управляющие двигателем. По фронту каждого выходцого импульса в регистр 15 заносится новое текущее значение косца цл входе счетчика 14, работающегорежиме разгона на сложение, Увеличилюшийся во времени код ца выходе счетчика 14 приводит, клк это следует цзпредыду:его выражения, к постоянному уменыпенцю во времени периода выходной частоты, Таким образом, осуществляется разгон ца первом гчлстке с постоянным заданным ускорением,Длительность каждого участка траектории разгона (торможения) определяется периодом частоты Р 1. Очередной импульс цл частоты Е 1 увеличивает состояние счетчика 7 на едицицу, определяя тем самым следующийадрес ЗУ Я, по которому запцсл кодускорения цоого участка траекторииразгона, Этот код приводит к прог:,орционлльцому изменению вьсходцойслсзотсп . с сУммлтодл 10 и соотве стенцс т цзл 1 с нацию скорости счетас.нс.тчцкл 14, а также к изменениюскорости уепцчеццй выходной частоты сулматорл 17 в едиццьу времени,В молп цт, когда ьпсс дной код счетчика 4, пропорциональный выходцойчастоте сулмлторл 17 и скорости двигателя, станет рлным коду заданнойскорости, цл выходах 20 и 21 появится"0". В этом случае элемент И 5 запи 5 15 25 30 35 рлется, прекращая тем сллпм рлГ ту счетчика 7 и выбор новых знл сн 1 адреса и кодл ЗУ 8, Упрлрлслпяц делитель частоты при этом работает с постоянной выходцой частотой. Запирается также элемент И 12, прекращая работу счетчика 14, цл ьгходе которого с этого момента присутствует постоянньпг код, перепцсылеляяй с каждым выходным импульсом сум 1 лтора 17 в регистр 15. Выходная члстота управляемого делителя частоты остается постояццоц, что означает постоянную скорс 1 сть движения двцглтгля,.На этапе торможения дигателл происходят процессы, обратные описл 1; - ным,Если задаваемая скорость лецьше текущей скорости двигателя, то уровень "1" присутствуст уже цл выходе21, При этом для Е 1 открывается элемент И б, выходом соединенный с входом обратного счетчика 7, Счетчикработает нл вычитании рлцае устаоленного кода. Соответственно считывается предыдуп 1 ий адрес ЗУ 8, лтакже код, записанный по предыдущему адресу, С каждым новым зцачанцсмкода ЗУ 8 умецыпается выходная частота сумматора 10 Гс которая черезоткрытый элемент И 13 поступает навход обратцого счета счетчика, Нлвыходе счетчика код постояцо уменьшается, уменьшается соответствс ццо цскорость двигателя. Так происходит до момента равенства задаццсй и текущей скоростей или до полцой остлнов 1Устройство позволяет осуществлять изменение скорости двигателя в любой момент движения, а также аппроксимировать любую траекторию лццжецця в переходных режимах, поыси тем с.лмым качество работы двигателя. Изменением частоты Е 1 гецерлт рл можно выГирать участки аппрс ксцл.;мгпи пост- точно малой величины, обс-с пгчц пр. этом минимальную ошибку треГуемс 1 й траектории движения,Устройство легко перенлслжилется,объем ЗУ требуется н 100 - Ч)0 рлзменьший,чем при пошагоо; н;огрлммировании траектории, соотст таццосокращается трудоемкость программирования,гу л фиг. 2 Составитель В,АлфимовТехред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко Редактор О,Спесивых Заказ 1192/54 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,роектная, 4Формула изобретения 1. Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее генера 5 тор импульсов, соединенный выходом с входом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, запоминающее устройство, подключенное адресными входами к выходу реверсивного счет- О чика, элемент сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной задания скорости, распределитель импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что) с целью расширения функцио. 15 нальных возможностей путем изменения скорости во время движения, введены второй управляемый делитель частоты, дополнительный реверсивный счетчик, регистр, четыре элемента 2 И, а генератор импульсов выполнен с двумя дополнительными выходами, первый из которых соединен с первыми входами первого и второго элементов 2 И, первые входы третьего и четвертого элементов 2 И соединены с выходом первого управляемого делителя частоты, вторые входы элементов 2 И попарно подключены к выходам элемента сравнения кодов, выходы первого и второго элементов 2 И подключены к входам реверсивного счетчика, третьего и четвертого - к входам дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого соединены с вторым входом элемента сравнения кодов и информационным входом регистра, тактовый вход которого соединен с входом распределителя импульсов и выходом вто" рого управляемого делителя частоты, вход делителя которого подключен к выходу регистра, а вход - с вторым дополнительным выходом генератора импульсов, а выход запоминающего устройства подкг чен к входу управляемого делитель частоты.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что управляемый делитель частоты состоит из регистра и сумматора, выход переполнения которого является выходом делителя частоты, а информационный выход соединен с соответствующим входом регистра, выход которого соединен с одним из входов сумматора.