Устройство для управления шаговым двигателем

(191 (11) 8 00 114 Н 7ц ОБРЕТЕНИЯ САН ЬЯР 11-,1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский энергетический институт (72) В. П. Рубцов, В. Р. Пивоваров, Т. Ю. Деревенко и В. В. Воробьев(56) Исмаилов Ш. Ю. Автоматические системы и приборы с щаговыми двигателями. М.: Энергия, 1968, с. 43 - 48.Отчет по НИР. Разработка дискретного исполнительного привода для систем управления вакуумными электрическими печами. Гос. рег.01821015108, 1984, с. 14.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УГ 1 РАВЛ ЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления шаговыми двигателями в дискретных и цифровых системах автоматического управления различными технологическими установками. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности регулирования перемегцения. Устройство для управления шаговым двигателем содержит распределитель импульсов 1 с входами уп. равления и направления движения и два источника частотных сигналов 4, 5, подключенных выходами к входам частотного компаратора 6, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ 11 и Ю-триггера 9, подключенного выходами ко входам направления движения распределителя импульсов 1. Устройство содержит также г.нератор 8 опорной частоты, два элемента И 13, 14, а также дополнительный частотный компаратор 7, Ю-триггер 10 и элемент И.1 И 12, который подключен выходом ко входу управления распределителя 1, а входами к выходам элементов И. 11 ервые входы элемхнтов И соединены с выходами дополнительного гх 5.триггера 10, а втор ые - с выходам и генератора 8 и основного элемента 1 Л 11 11, связанными также с входами дополнительного частотного компаратора 7, выходы которого подключены ко входам дополнительного Я 5-триггера 10. Усгройство позволяет увеличить коэффициент усиления по частоте, не превосходя при этом частоту присмнстости. 2 ил.Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе автоматизированных технологических установок.Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и точности регулирования перемещения.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - характеристика вход - выход элемента сравнения час. тотных сигналов.Устройство фиг. 1) содержит распределитель 1 импульсов с входами направления движения (В, Н) и управления, многоканальный усилитель 2 мощности, связанный с фазами )цагового двигателя 3, а также два цстс)чцика 4 и 5 частотных сигналов - прс бп;с и;)ге,)я напряжение - частота, два чгс)ог)и; комцаратора 6 и 7, генератор 8 с)норисц ч;)стс)ты, два Р 5-триггер 9 и 10, двг элемента ИЛИ 11 и 12 и два элемента И 13 ц 4Выход первого преобразователя 4 напряжение с;)с")с)га подклкчсн к первс)м входу первого ч;)стотного компаратора 6, соединенного вторым входом с выходом второго преобразователя 5 напряжение частота. Преобразователи 4 ц 5 напряжение частс- та связаны своими входами с те.снологцческой устацовкой - обьектом управления ц с внешним задави(им устройс)вом (це показан). Выходы первого частотного комцгрцторг 6 через первый элемент ИЛИ 11 сосдццецы с одним из входов элемента 11 14. сдцоцчецц)(й вход элемента И 13 сседццец с вц содс)м генератора 8 опорной частоты, связанного также со вторым входом второго частотного компаратора 7. Первый вход частотного компаратора 7 подключен к выходу элемента ИЛИ 11. Выходы компаратора 7 соединены с входах)ц второго /с 5-трцг(ераО подключенного выходамц к входам эз)ементов И 13 и 14, выходь ксторы.х через элемент И.111 12 связаны со входом управления расцредслцтеля 1 импульсов. Входы направлецця движения Б ц Н распределителяимпульсов сс)едццены с выходамц первого Р 5-триггера 9, подключенного своими в.содамц к выходах первого частотного комцграторг 6.Выходы распределителя 1 импульсов соединены с входамц х)цогокацальцого усилите.)я 2 мощности, к выходам которого подключены фгзь шагового двигателя 3, воздействук)щего цг объект управления (це покзс)ц) .Устройство работает следующим образом, сца,)с)Гсвысс сицс),сы зг,сания рсжис Е)ас)оты хст;)цс)цкц Е и тек)цего значения контролцрхемо(о параметра обратной связи Г цс)сгуцгк)сццс соответственно на вхс); прес)браво(гатслсй 4 и 5 напряжение- чгстога, пресбразун)тся в импульсные сигналы с част)та м ц 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з=К.С/. и =К . //,где К, Кос - соответственно коэффициенты передачи преобразователей 4 и 5. Частотные сигналы сравниваются первым частотным компаратором 6, выполняющим функции элемента сравнения. Частотный компаратор может быть выполнен, например, по схеме вычитателя импульсов.Частотный компаратор 6 вырабатывает на одном из своих выходов импульсные сигналы разностной частоты в зависимости от соотношения входных частот / и ц. При /,)/ импульсы с частотой Л/)=/з - ц: формируются на первом выходе компаратора 6. На втором его входе импульсы отсутствуют. Гри / )Ез импульсы с частотой Л=с - /з вырабатываются на втором выходе частот. ного компаратора 6, а на первом его выходе отсутствуют. Импульсы разностной частоты Л/ и Л/ через элемент ИЛИ 11 поступают на вход управления распределителя 1 импульсов. С помощью И 5-триггера 9 выделяется направление движения шагового двигателя 3. При )/ импульсы с частотой Л/ поступают ца вход /х триггера 9, который устанавливается в положение, соответствующее сигналу логической 1 на прямом выходе ц сигналу логического О - на инверс. цом. Этой комбинации сигналов, поступаю. щих ца входы В и Н распределителя 1 импульсов, соответствует порядок коммутации фаз шагового двигателя 3, обеспечивающий его движение в условном направлении вперед, вызывающем увеличеие сигнала обратной связи С/ , т. е. компенсацию рассогласования частот Л/. При /): импульсы с частотой Л)г поступают на вход 5 триггера 9, что приводит к смене сигналов на его выходах. Сигнал логического 0, поступающий на вход В, и синал логической 1, поступающий на вход Н распределителя 1 импульсов, измецян)т порядок коммутации фаз шагового двигателя 3 нг обратный, т. е. вызывают е(с реверс.Элемент сравнения частотных сигналов / и , выпопнеццый на базе частотного компаратора 6, элемента ИЛИ 11, и Р 5- триггер 9 имеют линейную характеристику вход - выход, показанную на фиг. 2 штриховой линией. Наличие такого линейного элемента сравнения в замкнутой системе автоматического уравнения не позволяет получить высокую точность и быстродействие при отработке различных возмущений. Действительно, шаговый двигатель имеет ограниченную частоту управления, такназываемую частоту прием истости, выше которой процесс управления двигателем существенно усложняется. Для надежной работы шагового двигателя в замкнутой системе автоматического управления необходимо так выбрать коэффициент усиления, чтобы максимально возможцому сигналу рассогласования ЛЕ/= С/, Е/н соответствовала максим.)ьцая частота уп )авления / макс, меньшая1406704Фиг. 2Составитель В. АлфимовРедактор Л. Повхан Техред И. Верее Корректор В. БутягаЗаказ 321)3150 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5Производственно.полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4