Устройство для программного управления шаговым двигателем

2) Авторы изобретен М.А. Мартиросян и С,С. Мусаеля 7) Заявитель 5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Одна функци онастройстваозможности ьны оэможност данног ны: не есьма управ также огранич ения кр ностью д намическ обления,й диапаэотойчивойдвигателя лыи дий за скоро счет н оборот оты при ма Изобретение относится к числовому программному управлению станками, оснащенными шаговыми приводами подач, а также может быть использовано в системах автоматики и информационноиэмерительной техники.Известно устройство для программного управления шаговым двигателем, содержащее блок задания программ, коммутатор, сумматоры, второй счетчик,;риггеры, соединенные с фазными обмотками шагового двигателя, и первые счетчики. Такое устройство позволяе реализовать фаэоимпульсное управление током двигателя 1 . Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является щаговый привод, содержащий блок электрического дробления шага, с делителем, последовательно соединенныераспределитель импульсов и усйлительмощности, а также датчик положения,датчик тока, регулятор напряжения,преобразователь код-аналог 21.Недостатком известного устройстваявляется сложность конструкции, связанная с применением сложных блоков,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей 5 управления шаговым приводом, т.е. получение управляемой кратности дробления шага шагового двигателя и увегичение динамического диапазона скоростей при импульсном управлении.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем блокэлектрического дробления шага с делителем, последовательно соединенные3 957 7усилитель мощности и распределительимпульсов, блок электрического дробления шага содержит делитель с управляемым коэффициентом деления, блокуправления коэффициентом деления, инвертор, регистр и арифметическо-логический блок, выход переноса которого соединен с распределителем импульсов и с вхоДами выбора режима арифметическо-логического блока непо- Осредственно и через инвертор, а информационные выходы соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены поразрядно свходом первого числа арифметическологического блока и с входами блоковсравнения кодов, другие входы которых соединены с выходами делителя,а выходы с первыми входами триггеров,выходы которых соединены с входамиусилителя мощности, а вторые входысоединены с старшим разрядом делителяи входом делителя с управляемым коэффициентом делениявыход которогосоединен с тактирующим входом регист- р 5ра а входы управления коэффициентомделения - с первыми выходами блокауправления коэффициентом деления, вто.рые выходы которого соединены с входом второго числа арифметическо-логического блока,Устройство применимо для управления многофазным шаговым двигателем,На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства применительно к че 35тырехфазному шаговому двигателю; нафиг. 2 - временные диаграммы, иллюст.рирующие формирование сигнала на Фазах двигателя. Для упрощения иллюстрации на фиг. 2 изображены диаграммыдля двухразрядного варианта схемы.Устройство содержит шаговый двигатель Н, усилитель 2 мощности, распределитель 3 импульсов, триггеры 4и 5, блоки 6 и 7 сравнения кодов, де 45лители 8, делитель 9 с управляемымкоэффициентом деления, блок Н 0 управления коэффициентом деления, регистр Н Н, арифметическо-логическийблок 12, инвертор 13.Устройство работает следующим образомВ исходном состоянии на выходахделителей 8, 9 и регистра 11 установлен код 0000,а на инверсных выходахделителя О - код НН,.НН. Выход переноса устанавливает на управляющихвходах арифметическо-логического блока Н 2 режим суммирования; первое чис 2 4ло плюс второе число. На информационные входы регистра Н Н поступает код0000 плюс второе число, Триггер 4находится в состоянии нН", а триггер 5 установлен блоком сравнения кодов в состояние "0",С поступлением тактовых импульсовна вход делителя 8 набор кодов на входах блоков 6 и 7 сравнения меняется(фиг. 2 а,б), и на входах триггеров 4и 5 формируются ШИМ сигналы, причемдлительность импульсов на выходе триг.гера 4 уменьшается, а на выходе триггера 5 увеличивается (фиг. 22,).С помощью ШИМ происходит дробление шага шагового двигателя. Период следова.ния импульсов Тп равен времени одногоцикла деления делителя 8. Количествоимпульсов одинаковой длительности,формирующих один квант дробления, равно и, где и - коэффициент деления делителя 9. Длительность одного квантадробления Т = и Тл . Количествоквантов дробления шага 1 равно 2 ф,деленное на число В = 2, где шчисло разрядов регистра НН, а Н может принимать значения от 0 до гп.С поступлением каждого следующегоимпульса с выхода делителя 9 на тактирующий вход регистра НН в регистре записывается код первого числаплюс код второго числа. При поступлении 1-го импульса на вход регистра 11 в регистр записывается кодНННН. Выход переноса арифметическологи ческого блока 12 у стана вли ваетрежим: первое число минус второечисло и подает сигнал на переключениеобмотки, распределитель 3 импульсовпереключает выход триггера 4 на усилитель 2 мощности противоположнойфазы.С приходом следующих 1 импульсовна вход регистра НН длительность импульсов на выходе триггера 4 увеличивается, на выходе триггера 5 уменьшается, причем передний фронт импульса определяется положением заднегофронта старшего разряда делителя 8(фиг. 2 о), а задний фронт импульсаопределяется моментом сравнения кодовна выходах делителя 8 и регистра НН(фиг. 2 Ь). При поступлении 1 -го импульса на вход регистра НН последнийустанавливается в состояние 00.,00. Выход переноса арифметическо-логического блока Н 2 устанавливает режим:первое. число плюс второе число,формула изобретения 25Устройство для программного управления шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее блок электрического дробления шага с делителем, последовательно соединенные распределитель импульсов и усилитель мощности, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью изменения величины шага и расширения динамического диапазона скоростей,блок электрического дробления шага содержит делитель с управляемым 5 9 Распределитель 3 импульсов переклю" чает выход триггера 5 на усилитель 2 мощности противоположной фазы. На фиг, 2 е изображены диаграммы напряжений на фазах двигателя. Изменяя код второго числа можно управлять кратностью дробления шага,Для того, чтобы при малых скоростях вращения с дроблением шага якорь двигателя не успевал реагировать на каждый импульс, т.е. чтобы не наблюдались рывки и автоколебания, в схему введен делитель частоты с управ" ляемым коэффициентом деления 9. Он позволяет увеличить время нахождения якоря в фиксированном положении за счет повторения и-раз каждого импульса дробления (фиг. 2 ж), т.е. мож" но уменьшить скорость вращения в п-раз, не ухудшая устойчивости и плавности движения. 57172 4коэффициентом деления, блок управления коэффициентом деления, инвертор,регистр и арифметическо-логическ,йблок, выход переноса которого соединен с распределителем импульсов и свходами выбора режима арифметическологи.ческого блока непосредственно ичерез инвертор, а информационные выходы соединены с информационными вхоО дами регистра, выходы которого соединены поразрядно с входом первого числа арифметическо-логического блокаи с входами блоков. сравнения кодов,другие входы которых соединены с вы 15 ходами делителя, а выходы с первымивходами триггеров, выходы которых соединены с входами усилителя мощности,а вторые входы соединены с старшимразрядом делителя и входом делителя2 ф с управляемым коэффициентом деления,выход которого соединен с тактирующим входом регистра, а входы управления коэффициентом деления - с первыми выходами блока управления коэффициентом деления, вторые выходы которого соединены с входом второго числаарифметическо"логического блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 601666) кл. 6 05 В 19/40, 12.04.76,2. Лученко В.Е. и Рубцов В.П.Электропривод с шаговыми двигателями,957172аз 6597/36 Тираж 914 Подписное ивиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,