Устройство для управления шаговым двигателем
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1046893
Авторы: Гумен, Калининская
Текст
(51) Н 02 Р 8/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРС о УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1Дискретный электропривод сшаговыми двигателями. Под ред.М,Г,Чиликина;, М , "Энергия", 1971,с, 24,2. Авторское свидетельство СССРР ЗЪ 9350, кл. О 05 В 11/26, 1971.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ с датчиком положения на валу, содержащее коммутирующий фазы двигателя и изменяющий напряжение на них усилитель мощности,подключенный входами к выходам преобразователя "код-напряжение", связанного через дешифратор распределителя импульсон с ныходами счетчикараспределителя импульсов, выходымладших раэрядон которого соединеныс входами старших разрядов черездва элемента ИЛИ, элемент задержки,связанный входом с выходом датчикаположения, и блок режимов работы,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения, оно снабжено четырьмя дополнительными элементамиИЛИ, восемью элементами И, дополнительными счетчиком и двумя дешифраторами, подключенными входами к выходам дополнительного счетчика, причемпервый выход блока режимов работысоединен с входами установки нулядополнительного счетчика младших разрядов счетчика распределителя импульсон и с одним иэ входов первого элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выход м датчика положения, а выходом - с одним из входов первого и второго элементов И, к вторым входам которых подключены соответст-. венно второй и.третий выходы блока режимов работы, а к третьим входам этих элементов И подключен выход одного из дополнительных дешифраторов, а выходы обоих элементов И подключены к вторым входам основных элементов ИЛИ распределителя импуль сов, к нходам счетчика младших разря дов которого подключены выходы второго и третьего дополнительных элементов ИЛИ, соединенных двумя своими входами каждый соответственно с выхо дами третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И, четвертый и пятый выходы блока режимов работы соединены соответственно с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, связанных вторыми входами с выходом элемента задержки, третьи ми входами - соответственно с выходами первого и второго дополнительных дешифраторов, выход седьмого элемента И подключен к одному иэ входов третьего и шестого элементов И и четвертого дополнительного элемента ИЛИ, соединенного вторым вхо" дом с выходом восьмого элемента И и входами четвертого и пятого элементов И, авыходом - со счетным входом дополнительного счетчика, кроме того, выход элемента задержки соединен с входом блока режимов работы, к второму выходу которого подключены нторые входы третьего и пятого элементов И, а к третьему выходу ,вторые входы четвертого и шестого элементов И.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов системах, содержащих шаговые двигатели.Известно устройство для управления шаговым двигателем,с датчикомшагов, установленным на валу двигателя, содержащее подключенный к обмоткам двигателя коммутатор, который производит переключение обмотокуправления двигателя по командамдатчика Г 13.При этом обеспэ.-".ется нейтральная коммутация, что ограничиваетбыстродействие устройства.Наиболее близким по технической 15сущности и достигаемому результатук предлагаемому является устройстводля управления шаговым двигателем сдатчиком положения на валу, содержащее коммутирующий фазы двигателя щи изменяющий напряжение. на них усилитель мощности, подключенный входами к выходам преобразователя "коднапряжения", связанного через дешифратор распределителя импульсовс выходами счетчика распределителяимпульсов, выходы младших разрядовкоторого соединены с входами старшихразрядов через два элемента ИЛИ,элемент задержки, связанный входом свыходом датчика положения, и блокрежимов работы 21,Недостатком такого устройства яв.ляется сложность, особенно для шаговых двигателей .с малым шагом, обусловленная необходимостью обработкиинформации о каждом шаге после дробления,Цель изобретения - упрощениеустройства.Поставленная цель достигается 40тем, что устройство для управленияшаговым двигателем с датчиком положения на валу, содержащее коммутирующий фазы двигателя и изменяющийнапряжение на них усилитель мощнос- А 5ти, подключенный входами к выходамп 1 еобразователя "код-напряжение.",связанного через дешифратор распределителя импульсов с выходами счетчи.ка распределителя импульсов, выходымладших разрядов которого соединеныс входами старших разрядов черездва элемента ИЛИ, элемент задержки,связанный входом с выходом датчикаположения и блок режимов работы,снабжено четырьмя дополнительнымиэлементами ИЛИ, восемью элементамиИ, дополнительными счетчиком и двумя дешифраторами, подключенными входами к выходам дополнительного счетчика, .причем первый выхоц блока режи. 6 Омов работы соединен с входами установки нуля дополнительного счетчикамладших разрядов счетчика распределителя импульсов и с одним из входов,первого элементов .ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом датчика положения, а выходом - с одним из входов первого и второго элементов И,к вторым входам которых подключенысоответственно второй и третий выходы блока режимов работы, а к третьим.входам этих элементов И подключен выход одного из дополнительныхдешифраторов, а выходы обоих элементов И подключены к вторым входамосновных элементов ИЛИ распределите-.ля импульсов, к входам счетчикамладших разрядов которого подключены выходы второго и третьего дополнительных элементов. ИЛИ, соединенных двумя своими входами каждый соответственно с выхЪдами третьего и чет"вертого, пятого и шестого элементовИ, четвертый и пятый выходы блокарежимов работы соединены соответст-венно с первыми входами седьмого ивосьмого элементов И, связанных вто-,рыми входами с выходом элемента задержки, третьими входами - соответственно с выходами первого и второго дополнительных дешифраторов, выходседьмого элемента И подключен к одному из входов третьего и шестого элементов И и четвертого дополнительного элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом восьмого элемента И и входами четвертого и пятого элементов И, а выходом - со счетным входом дополнительного счетчика,кроме того, выход элемента задержки соединен с входом блока режимовработы, к второму Выходу которогоподключены вторые входы третьего ипятого элементов И, а к третьему выходу - вторые входы четвертого и шестого элементов И.На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу, где Я" - угол поворота поля статора, 6 - угол поворота ротора. Устройство фиг, 1) содержит шаговый двигатель 1 с импульсным датчиком 2 положения на валу. Фазы двигателя 1 подключены к выходам усилителя 3 мощности, коммутирующего фазы в заданной последовательности и регулирующего напряжение на них, Входы усилителя 3 мощности соединены с выходами преобразователя "коднапряжение" 4, подключенного входами к выходам дешифратора 5. Счетчи,ки младших б и старших 7 разрядов, связанные между собой элементами . ИЛИ 8 и 9, образуют совместно с де шифратором 5 распределитель импульс., сов. Датчик 2 положения подключен к промежуточному усилителю 10. Вхо" ды направления счета счетчика младших разрядов б подключены к выходам элементов ИЛИ 11 и 12, а вторые входы элементов ИЛИ 8 и 9 - к выходамэлементов.И 13 и 14, Входы элементовИ 15-18 и элемента ИЛИ 19 подключенык выходам блока 20 режимов работы,Элемент 21 задержки подключен входомк выходу промежуточного усилителя10, а выходом в ,к входам элементовИ 22 и 23. Выход элемента И 22 подключен к одному из входов элементаИЛИ 24, Дешифраторы 25 и 26 соединены с выходами нереверсивного счетчика 27. 30 Подсчет числа дробных шагов, задаваемых для смещения поля статорапри разгоне и торможении, осуществляется двоичным нереверсивным счетчиком 27, Вход, счетчика 27 "Установка0" присоединен к выходу 1 блока 20режимов, к счетному входу подключенвыход логического элемента ИЛИ 24,первый и второй входы которого соедииены соответственно с выходами элементов И 22.и 23. К выходам счетчика27 присоединены входы дешифраторов25 и 26, определяющих число дробныхшагов, идущих на смещение поля стато.ра при разгоне и торможении. Крометого, с входом "Установка 0" блока20 режимов соединены также младшиеразряды счетчика распределителя импульсов,Сигнал на начало работы из блока 20режимов (диаграмма 1 на фиг. 2) поступает через элемент ИЛИ 19 и эле.мент И 13 или 14) в зависимости оттого, на каком из них находится разрешающий сигнал диаграммы И и В ) .При этом поле статора смещается в соответствующем направлении на одиншаг (Т/2). На фиг. 2 на диаграммеД"-(3 = защтрихованные участки определяют область положения ротораотносительно поля статора при работе четырехфазного шагового двигателя врежиме самокоммутации.Линия,ограничивающая штриховку сверху, соответствуетрассогласованию между ротором и полем статора в начале, а снизу - вконце шага..Импульсы с датчика 2 положениядиаграмма В). поступают на вход ЧИ илиЧш распределителя импульсов ( соответственно диаграмма ЧН или РИ), обеспечивая разгон двигателя, и одновременно на элемент 21 задержки. Время задержки выбирается меньшим времени,за которое отрабатывается шаг двигателя на максимально возможной скорости.Импульс с выхода элемента задержки при разгоне двигателя через элемент И 22 и элемент ИЛИ 24 поступаетна счетный вход счетчика 27 шагов иодновременно через элементы И 15 118)и ИЛИ 11 ( 12) на вход Х (1 Х) счетчика распределителя импульсов (диаграммы 1 Х и Х на фиг. 2), Поле статорадвигателя при этом смещается дополнительно в направлении увеличенияугла коммутации. Увеличение угла коммутации происходит до тех пор, покаскорость двигателя не станет максимальной. При этом код в счетчике 27нарастает до такого значения, когдадешифратор 25 выдает запрещающийсигнал, и импульсы с датчика 2 положения проходят только на входы Ю иЧц( и далее через элементы ИЛИ 8( ИЛИ 9) на входы старших разрядовсчетчика распределителя импульсов. Устройство работает следующим образом.Управление отработкой перемещения осуществляется блоком 20 режимов, который выдает следующие импульсные и потенциалЬные сигналы: с выходаначальный. импульс отработки перемещения, с выходов 1 , 1 И - напряжения, задающие направление вращения "вперед" и "назад", с выходов 1 Ч и Ч- 20 напряжения, определяющие участки разгона и торможения, с выхода 31. - импульсы напряжения на отработку целого шага фиг. 2) .25Импульсы на отработку целого шага поступают с датчика 2 положения через усилитель 10, первый вход элемента ИЛИ 19, выход которого соединен с первыми входами элементов И 14 и 13, а их выходы подключены к входам Ю и ЧИ элементов ИЛИ 8 и 9 (сигналы на этих входах обозначены позициями у 1 и Щ на фиг. 2). В этом случае происходит отработка основного шага по каналам "вперед" или " назад", Вторые входы .элементов 19, 14 и 13 подключены соответственно к выходам И ,и 111. блока 20, а третьи входы элементов 13 и 14 присоединены .к выходу дешифратора 26. Импульсы на 40 отработку дробного шага проходят через элемент 21 задержки, вход которого присоединен к выходу усилителя 10,.а выход -. к первым входам элементов И 22 и 23. К вторым входам 45 элементов И 23 и 22 подключены выходы дешифраторов 25 и 26, а к третьим входам - соответственно выходы 1 Ч и М блока 20. Выход элемента И 22 присоединен к первым входам элементов И 15 и 18, к вторым входам которых подключены соответственно выходы П и И блока 20 режимов. Выход элемента И 23 соединен с,первыми входами элементов И 16 и 17, к вторым входам которых подключены выходы 01 и 0 55 блока 20, Выходы логических элементов И 16 и 15 подсоединены к входу элемента ИЛИ 11, а выходы элементов ,И 17 и 18 - к входу элемента ИЛИ 12, выходы элементов ИЛИ 11 и 12 подклю чены к входам Х и Х 1 счетчика распределителя импульсов, обеспечивая при этом работу на дробном шаге (сигналы на этих входах обозначены Х и Х 1 на фиг2) .Одновременно импульсы с датчика 2положения через усилитель 20 и зле;мент 21 задержки поступают в блок20 режимов и списывают код перемещения. Когда код перемещения станетсоответствовать необходимому дляторможения, на выходе Ч блока 20режимов появляется разрешакщий по- .тенциалдиаграмма М ) и импульсы сдатчика 2 положения через усилитель10, элемент 21 задержки, логическиеэлементыИ 23 и ИЛИ 24 поступают насчетчик 27, и также через логические элементы И 16 (17) ИЛИ 11 ( 12)на входы Х (1 Х) счетчика 7. В ре-.зультате угол коммутации уменьшается, так как на каждом шаге из него вычитается, величина, определяемая значением дробного шага, При этом скорость двигателя снижается. Когда все шаги, соответствующие участку торможения будут отработаны, С дешиФратора 26 на.логические элементы И 23, 13 и 14 приходит запрещающий потенциал. Двигатель останавливается без выбега. При очередной 10 отработке .задания запускакщий импульс с выхода 1 блока 20 устанавливает счетчик 27 . шагов и младшие разряды 6 счетчика распределителя импульсов в нулевое 15 положение.Составит Техред Т кКорректор А. Зимокос П "Патент", г. Ужгород, УЛ. Проектная,ил Я г едактор Н.Безракаэ 7748/54 Тираж 687 По ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 035, Москва, Ж, Раушская писноеета СССРрытийаб., д, 4/
СмотретьЗаявка
3439046, 20.05.1982
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИЯ
ГУМЕН ВАЛЕРИЙ ФЕДОРОВИЧ, КАЛИНИНСКАЯ ТАТЬЯНА ВАСИЛЬЕВНА
МПК / Метки
МПК: H02P 8/22
Метки: двигателем, шаговым
Опубликовано: 07.10.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1046893-ustrojjstvo-dlya-upravleniya-shagovym-dvigatelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для управления шаговым двигателем</a>
Предыдущий патент: Устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя
Следующий патент: Устройство для одноканального синхронного фазового управления вентильным преобразователем
Случайный патент: Электрод для создания объемного импульсного разряда