Устройство для управления шаговыл двигателем

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.111,1971 ( 1634126/18-24)с присоединением заявки-л. б ОБд 19(ОО иоритет Комитет по делам изобретений и аткрыти при Совете Министров СССР(088.8) бликавацо 26.1,1973. Бюллетень9 11.1973 а опубликования описания 2 11 3 ну"-гивяи 0,Авторизобретения омецдацтов Заявитель еиинградское производственное обьединение Красная Заря УСТРОЙСТВО Д Г 1 РАВА Ен ИЯ ШАГОВЫМ ДВ И ГАТЕЛ ЕЬ При намотке катушек с необходимым шагом раскладки применяется шаговый двигатель, для управления которым предназначено данное устройство.Известны устройства для управления шаговым двигателем, содержащие счетчик-дозатор, блок реверса, один выход которого через блок прямой коммутации, а другой - через блок обратной коммутации соединены со входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные шаговый двигатель и проводоукладчик подключен к механизму установки ширины раскладки, причем датчик импульсов укреплен на шпинделе, на который насажена катушка.Предлагаемое устройство отличается тем, что выход датчика импульсов через дополнительные последовательно соединенные усилитель и формирователь подключен ко входу счетчика - дозатора, выход которого через дополнительный второй формирователь соединен со входами блоков прямой ц обратной коммутации, а выход механизма установки ширины раскладки подключен ко входу блока реверса. Это позволяет расширить область применения устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема.В устройство входят датчик импульсов 1 в виде насаженного на шпиндель 2 цамоточного станка зуочатого диска, например, с 20 зубцямц, расположенными между полюсами датчика; усилитель 8 и формирователь 4 импульсов, счетчик-дозатор 5, второй формирователь 6, блок реверса 7, блоки прямоц 8 и обратной коммутации 9 ц коммутатор 10.Устройство через коммутатор связано с оомотками шагового двигателя 11 и проводоукладчиком 12, который через механизм установки ширины раскладки 18 в свою очередь связан с блоком реверса устройства и через провод - с катушкой 14, Датчик импульсов состоит из двух обмоток 15 и 16 (см. фиг,2), намотанных на магнитопровод 17. С.помощью обмотки 15 сердечник намагничивается постоянным током, Цепь намагничивания состоит ид диода 18, конденсатора 19 и резистора 20. Обмотка 16 датчика подключена ца вход усилительного каскада на транзисторе 21, резисторах 22 - 25 и конденсаторах 26 и 27. Выход усилительного каскада соединен через конденсатор 28 со входом триггера Шмидта на транзисторах 29 ц 80, резисторах 81 - 85 и диоде 86. Выход триггера соединен с управляющим электродом тиристора 87, входящего в формирователь 4 ца транзисторах 88, 89, конденсаторе 40, резисторах 41 - 48. Счетчик-дозатор, подключенный к выходу формирователя 4, состоит из резисторов 44 и 45, дцццстора 46 ц кондецсаторя-накопителя-/7 Выход счстчика-доза горя подкл 1 очен еформирователю б, состоящем из транзистора 48, тирпсторя 49, резисторов 50 н 5, Выход формирователя через конденсаторы 52 и53 соединен со входами блоков прямой и обратной коммутации.Блок реверса 7 представляет собой триггерс двумя устойчивыми состояниями на тиристорах 54 и 55, диодах 5 б и 57, конденсаторе58, резисторах 59 - б 2. Выход правой половины блока реверса соединен со входом блокаобратной коммутации.Блок прямой коммутации 8 собран на транзисторах б 3 - бб, эмиттер каждого из которыхсоединен с катодом предыдущего тиристора,а коллектор - с управляющим электродомпоследующего. В блоке обратной коммутации9, состоящем из транзисторов 67 - 70, эмиттеркаждого транзистора соединен с катодом последующего тиристора, а коллектор - с управляющим электродом предыдущего.Блок коммутации состоит из тиристоров71 - 74, соединенных последовательно с обмотками шагового двигателя 75 - 78 и конденсаторов 79 - 82, соединяющих катоды тиристоров. Обмотки шагового двигателя зашунтированы диодами 83 - 8 б,Для приведения в исходное рабочее положение блока коммутации и блока реверсапусковая кнопка 87 намоточного станка через диод 88 и резистор 89 соединена с управляющим электродом тиристора 71, а черездиод 90 и резистор 61 - с управляющимэлектродом тиристора 54.Блок реверса переключается подачей положительного потенциала на управляющие элементы тиристоров 54, 55 при замыкании контакта проводоукладчика, находящегося подположительным потенциалом с контактами91, входящими в механизм установки ширины намотки.Работает предлагаемое устройство следующим образом,Зубцы диска, насаженного на шпиндель 2намоточного станка, вращаясь между полюсами датчика 1, возбуждают в нем импульсыэ,д.с, Эти импульсы через усилительный каскад 3 попадают на формирователь 4, где преобразуются в импульсы, одинаковые по длительности и форме. Эта необходимость вызвана тем, что при изменении скорости вращенияшпинделя изменяется длительность импульса,выдаваемого датчиком (если с 1 корость вращения шпинделя падает, импульс удлиняется инаоборот). С формирователя импульсы проходят на счетчик-дозатор 5 и накапливаютсяв нем, Через определенное количество импульсов, в зависимости от установленного шага раскладки, дозатор выдает их на формирователь б, откуда импульсы определеннойдлительности и формы поступают на блокипрямой 8 и обратной 9 коммутации.,Один из блоков коммутациями заперт блокомреверса, Допустим, что заперт блок обратнойкоммутации. 9. Тогда блок прямой коммута 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 цпц 8 воз юействх ет пя гопмх 1 я ю ор 70 таи: оорязом, что он поочсрезно полает пптяюце няпряжсние па обмотки шагового двнгагсля с прямой последовательностью.Двигатель перемещает проводоуклядчцк вправо, и он раскладывает провод ня наматываемую катушку. Проводоукладчпк перемещается между контактами 91 механизма установки ширины намотки. Когда он доходит до правого контакта, сигнал поступивший от него на блок реверса 7, переключает тиристорный триггер во второе устойчивое поло.жение. Блок прямой коммутации 8 запирается, открывается блок обратной коммутации 9, и коммутатор 10 начинает:подавать питающее напряжение на обмотки шагового двигателя в обратной последовательности.Проводоукладчик движется в обратную сторону до замыкания с противоположным контактом механизма установки ширины намотки.Схема управления намоточным станком (фиг, 2) построена таким образом, что при нажатии на пусковую кнопку 88 открываются тиристоры 54, 71 и приводится в рабочее состояние устройство для управления шаговым двигателем, а при отпускании кнопки включается двигатель памоточного станка - начинается намотка. Зубцы диска, насаженного пя шпипдель, проходя между полюсами датчика, возбуждают в обмотке 1 б импульсы э.д.с. Эти импульсы через усилительный каскад на транзисторе 21, а затем триггер Шмидта поступают на вход формирователя 4 - уп. равляющий электрод тиристора 37. Тиристор открывается, конденсатор 40 заряжается через резистор 43, эмиттербазу транзистора 39, который открывается на время заряда конденсатора. При прекращении импульса э.д.с. на управляющем электроде тиристора 37 тиристор запирается вследствие того, что ток, проходящий через резистор 41, меньше тока отключения тиристора. При закрытии тиристора 37 начинается разряд конденсатора 40 через эмиттер-базу транзистора 38, резистор 41, а следовательно, и через эмиттер-коллектор этого транзистора. Таким образом, транзистор 39 открывается каждый раз на одно и то же время - время заряда конденсатора 40 независимо от длительности входных импульсов, т. е. от скорости намотки. При каждом открытии транзистора 39 заряжается конденсатор 47. Величина заряда зависит от сопротивления резистора 44. Когда сопротивление полностью выведено, конденсатор за четыре импульса заряжается до напряжения открытия динистора 4 б, а когда сопротивление полностью введено динистор открывается примерно за 60 импульсов.При открытии динистора происходит быстрый разряд конденсатора 47 через небольшое сопротивление резистора 45 и эмиттер-базу транзистора 48. Транзистор открывается и подает положительный импульс на управляющий электрод тиристора 49. Он открывается, и правые обила ки конченсаторов 5 58 ока.:ываются подключенными на мин;с 1, Но, как уже говорилось, при нажатии на пусковую кнопку 87 был включен тиристор 54, и с пагрузочного резистора 59 на левую обкладку конденсатора 58 был подан положительный потенциал, превышающий Уг Благодаря этому при открытии тиристора 49 и подключении правой обкладки конденсатора 53 на минус У на левой его обкладке остается положительный потенциал относительно плюсовой ширины У. Левая же обкладка конденсатора 52 при открытии тиристора 49 приобретает отрицательный потенциал, и поэтому происходит заряд конденсатора 52 с катода открытого тиристора 71 через эмиттер-базу транзистора 64.Транзистор открывается и с катода тиристора 71 подает плюс на управляющий электрод тиристора 72. Открывшийся тиристор 72 подает ток в обмотку шагового двигателя 76, а через конденсатор 80 отключает тиристор 70, т. е. выключает обмотку 75. При закрытии тиристора 49 конденсатор 52 разряжается через резисторы 60 и 50. При следующем открытии тиристора 49 конденсатор 52 заряжается с катода тиристора 72 через эмиттер-базу транзистора 65. Транзистор открывается и включает тиристор 73, тиристор 72 отключается конденсатором 81 и т. д. Шаговый двигатель перемещает проводоукладчик вправо. Когда пронодоукладчик замыкается с правым контактом 91 механизма установки ширины намотки, включается тиристор 55, а тиристор 54 выключается конденсатором 58. С резисто. ра 60 положительный потенциал подается на левую обкладкг конденсатора 2, и олок прямои коммутации тока в обмотках шатового двигателя оказывается запертым, а блок обратной коммутации - открытым. И если до 5 этого оыл включен тирпстор 73 прп открытиитиристора 49 конденсатор 58 заряжается с ка.тода тиристора 72 через эмнттер-базу тпристора 73. Тпристор открывается и включает тиристор 72, а конденсатор 81 отключает тп ристор 69, т. е. начинается обратная коммутация тока в обмотках шагового двигателя, и проводоукладчик начинает движение к левому контакту механизма установки ширины намотки.Предмет изобретенияУстройство для управления шаговым двигателем, содержащее счетчик-дозатор, блок реверса, один выход которого через блок пря мой коммутации, другой - через блок обратной коммутации соединены со входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные шаговый двигатель и проводоукладчик подключен к механизму уста нонки ширины раскладки, причем датчик импульсов укреплен на шпинделе, на который насажена катушка, отличпющееся тем, что, с целью расширения области применения, выход датчика импульсов через дополнительные 30 последовательно соединенные усилитель нформпронатель подключен ко входу счетч 1 иа дозатора, выход которого через дополнительный второй формирователь соединен с выходами блоков прямой и обратной коммутации, 35 а выход механизма установки пшрпны раскладки подключен ко входу блока реверса.Составитель Н. МукосееваРедактор Б. федотов Техред Л. Грачева Корректор Н. АЗаказ 127(13 Изд.183 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, )К.35, Раушская наб., д, 4:5ипографпя, пр. Сапунова