Устройство для управления шаговым электродвигателем

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 05,06.75, Бюллетеь Ле 2 р 7 62 Государственный комит Совета ВЛинистров СССР по делам изабретеций и открытий(088.8) та опубликовашя описания 29.08.75 72) Авторы изобретен В. еи и Т. В. Калининск 71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕН ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕАГОВЬ тва для упр телем, содер ого соединен щих цепей, ами НЕ,ения, соеди ИЛИ, имею е возможност стему комму авления шажащие комс выходами связанных с ИЛИ и дву енными со т ограничен- и и не позтации шаго 1 шина логи дифф 7 обо в себ снсте во 1 содер 1.1 и Известные устроис говым электродвига мутатор, вход котор двух дифференцирую логическими элемент мя схемами совпад входами элементань;е функциональны воляют изменять си вого двигателя. ацин, Е 4, татор ющий атчнк ройстередь тра ком мут Зн Н комм включа ов 9, д овое уст свою оч стабнлройстве с целью ра х возможностей уста коммутации, выходь одним входам о занных вторыми св адания системы ко ы упомянутых схем между собой и сое из дифференциру В предлагаемом устрения функциональнылен датчик системыторого подключены ксхем совпадения, свявходами с шинами згации, а третьи входпадения объединеныны со входом однойцепей. но беих 15 оими мму- сов- динеющих 20 На устро шагов ные д мы. Уст тродв и 2, описываемого тырехфазному даны времен ие работу схефиг. 1 приведена схе йства применительно к ому двигателю; на фиг иаграммы, иллюстриру роиство для управления шаговым элекигателем содержит схемы совпадения 1 одни из входов которых подклоченьк 30 м 1 н 11 задания снстемь еские элементы ИЛИ еренцнрующие цепи 5, 6 оток 8 шагового двигателя я распределитель импульс мы козмутации 10 и порог 1. Пороговое устройство в жит транзисторы 12 и 13 резисторы 15 -20. Предлагаемое устройство работает следующим образом.Применительно к изображенной на фнг. 1 схеме для управления четырехфазным шаговым двигателем распределитель импульсов 9 осуществляет восьмитактную несимметричную коммутацию обмоток управления 8 шагового двигателя. Падение напряжения на 1 нзкоох- ном резисторе 10 определяется током, протекающим в общем проводе обмоток управления 8 и зависит от числа одновременно вклоченных обмоток, т. е, от системы коммута- Ц Е Е .Сигнал с резистора 10 подается на одно из плеч дифференциального каскада порогового устройства 11, собранного на транзисторах 2, 13 и резисторах 16, 17, 18. Другое плечо дифференциального каскада подключено к стаоильному делнтеспо напряжения, выполненному на резисторах 15, 19, 20 и стаби 473272При отсутствии сигналов на входах задания системы коммутации (входы 1 и 11 на фиг. 1) импульсы управления на диаграмме А (фиг, 2), поступающие на шину Вход подаются на вход распределителя 9 коммутатора 7 через дифференцирующую цепь 6. Коммутация обмоток двигателя происходит при этом по восьмитактной системе, т. е. на каждый управляющий импульс двигатель отрабатывает шаг, равный половине основного. На диаграмме Г (фиг. 2) показано напряжение на резисторе 10, а на диаграммах Д и Е соответственно напряжения на коллекторах транзисторов 12 и 13.Если на шину 1 (поочередная четырехтактная коммутация) или на шину 11 (парная четырехтактная,коммутация) подан сигнал соответственно диаграммам Б или В, то устройство автоматически с помощью обратной связи, заведенной с датчика системы коммутации, определит момент включения заданной системы коммутации. Например, если число одновременно включенных фаз двигателя в момент подачи команды на вход 1 или 11 соответствовало одному из положений в этой системе коммутации, то коммутатор переходит сразу же на нужный режим. Если же состояние включенных обмоток не соответствовало нужной системе коммутации, то в прежней системе коммутации будет отработан еще один шаг.После появления на одной из схем совпадения 1 или 2 сигнала задания системы коммутации и сигнала обратной связи управляющие импульсы проходят через схему 1 (ди-".грамма Ж на фиг, 2) или через схему 2 (диаграмма 3) и далее через схемы ИЛИ 3 НЕ 4 и дифференцирующую цепь 5 (диаграмма И на фиг. 2) на вход распределителя 9 куда одновременно приходят импульсы с дифференцирующей цепи 6 (диаграмма К),б 0б 5 литроце 14. Г 1 а,ецце напряженги ца резисторе 1 О выбирается цз условия .111.=.-.ЛЮ-ЛЬц, где индекс 1 означает режим, когда под током находится одна обмотка двигателя, индекс 11 - когда ток потребляет две обмотки. При,падении напряжения на резисторе,1 О1 О, равном ЛГ/1, напряжение ца базе транзистора 12 более положительно, чем па базе транзистора 13, и ток каскада, определяемый сопротивлением резистора 18, проходит через правое плечо. При этом на резисторе 17 появляется выходной сигнал, соответствующий поочередной коммутации (одновременному включению одной обмотки шагового двигателя). При подключении двух обмоток 8 двигателя к источнику питания 1., открывается транзистор 13 и сигнал, соответствующий такой системе коммутации, выделяется на резисторе 16. Восьмитактной несимметричной коммутации обмоток 8 шагового двигателя соответствует поочередное переключение транзисторов 12 и 13 на каждом шаге. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 образу последовательность ачек из мцульсов (диаграмма Л).Длитеьость цхьсов )а,.Рц 51 (,1 аг - рамма Л) выбирастс такой, цри коарой астота следования сдзоеццых импульсов в пачке (диаграмма Л) обеспечивала бы переключение транзисторов выходных каналов распределителя импульсов, но была бы недоста. то шой для отработки шага двигателем.Таким образом, коммутация распределителя происходит цо заложенной в цем восьмитактной схеме, а время между сдьоецнымц импульсами в пачке выбирается настолько малым, что ток в обмотке 8 не успевает нарасти до значения, способного создать момент для поворота двигателя ца соответствующий восьмитактцой системе коммутации шаг. В итоге двигаель реагирует только ца второй цз .;пульсов в пачке, и пхеет место задацца четырехтактцая система коммутации, Двигатель цри этом орабатыиает основной шаг. После исчезновения сигналов на ьходах 1 и 11 коммутатор опять переходит ца восьмитактиую коммутацшо.Описание работы устройства дацо для четырехфазцого шагового двигателя, однако характер работы двигателя и принцип построения устройства це изменяется и при произвольном числе фаз,Г 1 ри переходе с 2 гп-тактной ца гп-тактну:о систему коммутации, ь связи с неоднозначностью в общем случае начальных условий, двигатель может отрабатывать первый шаг в прежней системе коммутации. Однако информация, снимаемая с датчика системы коммутации, может быть использована в управляющем программном устройстве для компенсации возникающей при этом ошибки. Кром того, данную ошибку можно ликвидировать если для управления использовать калибра ванные серии импульсов с определенным числом импульсов в серии. 11 апример, при поочередной работе двигателя по четырехтактцой и восьмитактной коммутации ца число импульсов, отрабатываемых по восьмцтактной системе коммутации накладываются ограничения, а именно, если до и после восьмитактцой коммутации применялась одна и та же четырехтактная, то число импульсов должно быть четным, если же восьмитактная коммутация производится между различными вида ми четырехтактцой, то число импульсов берется цечетцым.Предмет изобретенияУстройство для управления шаговым элек. тродвигателем, содержащее коммутатор, вход которого соединен с выходами двух дифференцирующих цепей, связанных с логическими элементами НЕ, ИЛИ и двумя схемами совпадения, соединенными со входами элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возмож473272 11 настей, установлен датчик системы коммутации, выходы которого подключены к одним входам обеих схем совпадения, связанных вторыми своими входами с шинами задания системы коммутации, а третьи входы упомянутых схем совпадения объединены между собой и соединены со входом одной из дифференцирующих цепей.