Устройство для управления шаговым двигателем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬС,1 ВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликбретений по де 25.05.80. Бюллетень19ковання описания 28.05.80 3) УДК 621,313. ,13-133,3- -525 (088,8) тнрьп а оп Н. Барков, В. Р. ПивовароВ. Н. Барков(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫ ГВИГАТ ЕЛЕМ 1е относится .к электро к устройствам для упр двигателем, и может б например в системах много управления метал ами,Изобретен ке, а именно ния шаговым использовано, вого програм жущими станк хни ттьиспоПо основному авт. св.368707 известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов связанный своим входа 10 ми с датчиком импульсов через ключ, управляемый реверсивным счетчиком. Один вход реверсивного счетчика импульсов подключен к выходу ключа, а другой - ко15 входу устройства. В качестве датчика импульсов применен генератор с автоподстройкой частотът, вход которого соединен со входом устройства, а выход - со входом ключа.11 Д.Однако значительные колебания частс ты в режиме слежения, обусловленные статизмом системы автоподстройки частоты генератора импульсов, снижают надежность работы этого тпагового двйгателй и качество его движения.Цель изобретения - улучшение качества движения шагового двигателя и повьтшение точности и надежности его работы,Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит четыре элемента И, триггер и дополнительный реверсивный счетчик, а датчик итпульсов снабжен двумя элементами И и ИЛИ, компаратором и генератором импульсов, выход которого соединен со входами ключа и компаратора и одним из входов первого элемента И, соединенного своим выходом со входом вычитания дополнительного счетчика, подключенного входом сложения к выходу второго элемента И, соединенного первым входом со входом устройства, а своим вторым входом, связанным с аналогичными входами первого, третьего и четвертого элементов И вс одним из выходов триггера, соединенного вторым своим выходом с первыми входами элементов И датчика импульсов, подключенных вторымивходами компаратора а выходами - ипервым входам элементов ИЛИ, Выходыэлементов ИЛИ связаны со входами генератора, а вторые входы подключены к выходам третьего и четвертого элементов И,соединенных своими первыми входами свыходами нулевого и первого оазрядов дополнительного счетчика, связанного выходом второго разряда с одним из входовтриггера подключенного своим вторымвходом к одному из выходов компаратора,Выход основного реверсивного счетчикасоединен с установочным входом дополнительного счетчика,Такое выполнение устройства повышаетточность автоподстройки частоты генератора, что приводит к уменьшению колебаний скорости шагового двигателя, а такжеповышает надежность работы устройствапутем снижения вероятности выпадениядвигателя из синхронизма и потери информадии,На чертеже приведена структурнаясхема устройства.Устройство для управления щаговымдвигателем содержит датчик импульсов 1,состоящий из частотного компаратора 2и управчяемого генератора 3 импульсов,выход которого через кщоч 4 управленияподключен ко входу блоке управления 5,состоящего из распределителя импульсов6 и усилителя мощности 7. Е выходу блока управления подключен шаговый двигатель 8. Ключом управляет основной рь.версивный счетчик 9, входи которого сое- ,динены со входом устройства и выходомключа 4 управления. Входы дополнительного реверсивного счетчика 10 черезэлемечты И 11 и 12 подключены ко входу устройства и выходу управляемого генератора импульсов 3, а выходы черезэлементы И 13 и 14 и ИЛИ 15 и 6связаны со входами генератора 3. Вторые входы элементов И 11 и 12, 13 и14 подключены к первому выходу триггера 17, второй выход которого связансо входами элементов И 18 и 19. Выхады компаратора 2 через элементы И 18и 19 и ИЛИ 15 и 16 соединены со входами управляемого генератора 3.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии реверсивныйсчетчик 9 находится в нулевом состоянии, при этом ключ 4 управлении закрыти импульсы управляемого генератора 3,работающего с начальной частотой фгнв поступают на блок управления 5 шаговым двигателем 8. Триггер 1 7 находитсяв с 4 стоянии при котором элементы И 1 Ь 3 736334 414 закрыты, а 18 и ) 9 - открыты. Нулевой сигнал счетчика 9 осуществляетсброс счетчика 10 в исходное положение,Поскольку частота генераторагиф О, то компаратор 2 выдает сигнальхфторможение (Т), поддерживающий черезоткрытый элемент И 19 частоту генератора 3 ца минимальном уровне Г,угиоПри подаче на вход устройства импульсовс частотой г ) т (где т - частотаЬМ прлРприемистостишагового двигателя) первый импульс, записанный в счетчик 9,открывает ключ 4 и подключает блок управления 5 к генератору импульсов 3.Одновременно, так как 1 )и, карги спаратор 2 формирует команду "разгон(Р) по которой частота импульсов управляемого генератора 3 возрастает с темпом, не превьппающим допустимого дляданного привода, При увеличении частотыдо частоты (у и некотором превы- шении ее, определяемом зоной нечувствительности компаратора, т. е. при (угипоследний формирует команду "торможение (Т), по которой триггер 17 переключается, открывая элементы И 11-14и закрывая элементы 18 и 19, отключаятем самым входы генератора импульсов3 от компаратора 2 и подключая их к выходам счетчика 10 входы которого одновременно подключаются элементами 11и 12 ко входу устройства "Вход" ивыходу генератора 3. С этого момента вступает и действие обратная связь по числуимпульсов, поступивших на вход устройства и посланных на блок управления. Приэтом команды на увеличение и уменьшениечастоты импульсов управляемого генератора 3 формируются счетчиком 10 (команды Р и Т ) следующим образом. При1т,Г, число, записываемое в счетчик10, возрастает (запись 1 в первом разряде счетчики), В этом случае формируется команда "разгон Р, вызывающая увеличение частоты генератора 3 и уменыпение числа, содержащегося в счетчике 10.При списывании содержания счетчика 10до минимального состояния формируетсякоманда "торможение" Т, уменьшающаячастоту генератора 3. Выбирая соответственно состояния счетчика 10, при которыхформируются команды разгон и торможение, обеспечивают высокую стабильность поддержания частоты генератора 3.После прекращения серии входных импульсов частота генератора 3 уменьшаетсяподдействием команды Т, поскольку в этомслучае число импульсов, поступивших с гыхода генератора, превышает число импуль 736334сов, поданных на вход суммирования счетчика 1 О, а затем при переполнении счет.чика 10 по входу вычитания формируется сигнал, возвращающий триггер 17 в иоходное состояние, При этом закрываются элементы И 11-14 и открываются элементы 18 и 19. Частота генератора уменьшается под действием команды торможение" Т, формируемой компаратором 2 так как 1Ф - О, 30После списйвания информации, накопленной во время пуска в счетчике 9, закрывается ктпоч 4 управления и двигатель останавливается. Одновременно нулевым сигналом счетчика 9 осуществляегся сброс счетчика 10, чем обеспечивается возврат схемы в исходное состояние.Устройство обеспечивает высокую точность слежения за входной частотой, уменьшает динамические ошибки, улу - 20 шает. качество движения шагового двиге" теля и повышает точность и надежность привода.25формула изобретенияУстройство для управления шаговым двигателем по авт. св. % 368707,отлич аюшееся тем,что,с 30 целью улу ппения качества движения, повышения точности и надежности, оно содержит четыре элемента И, триггер и ддлолнительный реверсивный счетчик, а датчик импульсов снабжен двумя элементами И и ИЛИ, компаратором и генератором импульсов, выход которого соединенсо входамн ключа и комларатора и одышевиз входов первого элемента И, соединенного своим выходом со входом вычитаниядополнительного счетчика, вход сложениякоторого подключен к выходу второгоэлемента И, соединенного первыМ входомсо входом устройства, а своим вторымвходом, связанным с аналогичными входами первого, третьего н четвертого элемента И - с одним из выходов триггера, соединенного вторым своим выходом с первыми входами элементов И датчика импульссв, подключенных вторыми входамик выходам компаратора, а выходамик первым входам элементов ИЛ Исвязанных выходами со входами генератора, а вторымн входами с выходамитретьего и четвертого элементов И, соединенных своими первыми входами с выходами нулевого и первого разрядов дополнительного счетчика, связанного выходом второго разряда с одним из входовтриггера, подключенного своим вторымвходом к одному из выходов компаратора,причем выход основного реверсивногосчетчика соединен с установочным входомдополнительного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 368707, кл, Н 02 Р 7/62, 1970.Составитель 3. Горникедактор Н, Воликова Техред Н. Ковалева Корректор С. Шома каз 2444/ о илиал ППП Патентфг, Ужгород, ул. Проектная 46 Тираж 783 П НИИПИ Государственного ком по делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Рауш дписноетета СССРтийокая набд. 4/