Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХнссссссссе кРЕСПУБЛИК ОУ О 1) 4(51 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТн сстссснснн снснсссссствн(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 838999, кл. Н 02 Р 8/ОО, 1979.2. Гумен В.Ф., Калининская Т.В.Следящий шаговый электропривод. Л.,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯШАГОВЬМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее распределитель импульсов с регистромв каждом канале, связанным выходамичерез цифроаналоговый преобразователь с усилителем мощности, и программный блок с тактовым выходом и выходами режима работы, соединенными с входами распределителя импуль сов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцио- нальных возможностей путем увеличения диапазона регулирования шага, мощности и частоты, в каждый канал распределителя импульсов введен не менее чем ,один дополнительный ре:гистр сдвига, причем выходы последнего разряда каждого регистра одного канала соединены с соответствующим входом цифроаналогового преоб-. разователя, входы сдвига всех регистров объединены и подключены ктактовому выходу программного блока, а входы записи кода регистров соеди- нены с выходами 1 ежима работы прог" раммного блока.1136Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению ша. говыми двигателями всех типов по программе, задаваемой программным устройством или ЭВМ, и может быть применено в оптико-механических сканирукицих устройствах, управляемых от ЭВИ, а также в других устройствах, где требуется изменение шага и энергетических характеристик шаго вого двигателя по гибкой. программе (цифровые системы автоматического управления, станки с числовым программным управлением и т.д.).Известно устройство для многоре жимного управления шаговым двигателем, содержащее источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя шины выбора режима коммутаций и реверсивный счетчик с . 20 1 входом выбора коэффициента счета, фсвязанный счетным входом с первым . выходом источника сигналов управле ния, а выкодами через усилители - с Фазами двигателя, Распределитель 25 состоит из преобразователей двоичного кода в унитарный, число которых ,равно числу фаз двигателя, адресные входы каждого преобразователя подключены к выходам счетчика, задаю- З 0 щие входы - к шинам выбора режима коммутаций, а выходы - к входам усилителей, причем вход выбора коэффициента счета счетчика соединен с вторым выходом источника сигналов уп- равления И .Однако такое устройство не обеспечивает искусственного дробления шага и не позволяет гибко изменять энергетические характеристики двигателя в широких пределах.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель 45импульсов с регистром в каждом канале, связанным выходами через цифроаналоговый преобразователь с усилителем мощности, и программный блокс тактовым выходом и выходами режима работы, соединенными с входамираспределителя импульсов 2 .Недостатком известного устройства является невозможность изменять гкоэффициент дробления шага и энерге 55.тические характеристики привода,что ограничивает его Функциональныевозможности,296 2Пель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем увеличения диапазона регулирования шага, мощности и частоты.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления шаговым двигателем, содержащем распределитель импульсов с регистром в каждом канале, связанным выходами через цифроаналоговый преобразователь с усилителем мощности, и программный блок с тактовым выходом и выходами режимов работы, соединенными с входами распределителя импульсов, в каждый канал распределителя ипульсов введен не менее чем один дополнительный регистр сдвига, причем выходы последнего разряда каждого регистра одного канала соединены с соответствующим входом цифроаналогового преобразователя, входы сдвига всех регистров объединены и подключены к тактовому выходу программного блока, а входы записи кода.регист.ров соединены свыходами режима работы программного блока.На Фиг. 1 изображена Функциональная схема устройства применительно . к управлениющ -Фазным двигателем, на Фиг. 2 - временные диаграммы токов в двух фазах двигателя.Устройство для управления шатовым двигателем состоит из программного блока 1 с тактовым выходом 2 и выходами 3 и 4 режима работы, распределителя 5 импульсов, содержащего регистры 6 сдвига, и цифроаналоговых преобразователей 7 с усилителями мощности на выходах.Устройство работает следующим образом.Программа коммутаций обмоток шагового двигателя,иэ программного устройства 1 и по нине 3 переписывается в регистры 6 сдвига. Адрес регистра задается 1 -разрядным двоичным кодом по шине 4 на входах А-о - А, регистров 6. Числоопределяется из выраженияК=Вофтр,где р з 3 о, Н - число разрядов цифроаналоговых преобразователей 7;3 . 1136й - число уровней тока,формируемых на выходе цифроаналогового преобразователя 7.%Программа коммутаций может заноситься в каждый регистр 6 параллельным кодом по входам 20 - .2 , или последовательным кодом по входу 2 Применение интегральных микросхем 10 позволяет получить время ввода программы Т много меньше электроЬмагнитной постоянной двигателя Т . Поэтому смена программы в процессе работы, даже при последовательном вводе, не вносит дополнительной инерционности в привод. Двоичной комбинацией на входах 5 и 5, выбирается требуемый режим работы регистра сдвига - "Сдвиг вправо", "Сдвиг влево" или "Хранение". После ввода программы регистры переводятся в режим сдвига и под воздействиеи тактовых сигналов, пос 25 тупающих на входы С .регистров 6 с тактового выхода 2 программного блока 1, осуществляется поразрядный сдвиг инфориации. Выход триггера нулевого разряда ч соединен с входом триггера последнего разряда 2,30 а выход последнего разряда 6, соединен с входом первого разряда 2 Этим достигается й -тактный цикл. В процессе сдвига на выходах последнего разряда всех регистров 6 каж- ЗЗ дой фази потактно появляются р-разрядные кодовые комбинации, под воздействием которых через усилитель цифроаналоговый преобразователь 7 формирует в фазе двигателя ступени 40 тока,.соответствующие записанной программе. На фиг. 2 показаны временные диаграммы изменения токов 3 в двух фа9зах шагового двигателя при числе уровйей, равном четырем: 1, 2фЗ" 30где 1 - номинальное значение токав фазе. 296 4При этом число разрядов цифроаналогового преобразователя 7 должно быть р =о 4 щ 2 еСледовательно, каждая фаза распределителя импульсов должна содержать по два регистра сдвига,В таблице записан двоичный код потактно, формируемый на выходах 6. регистров 6 для первой 4 и второй Ф, фаз шагового двигателя. Этот код и является программой,которую следует занести в регистры6 сдвига, начиная с нулевого тактаДля остальных фаз двигателя программа составляется аналогично,Использование четырех уровнейтока в фазах Ф - ф шагового двигателя обесгечивает дробление шагав шесть раэ, При р = 3 получаеи Н == 8, а шаг уменьшается в четырнадцать разВ общем случае степеньдробления основного шага определяется как Ч= 2(М - 1).Использование регистров 6 сдвига, связанных с программным блоком 1, позволяет. последовательно или параллельно за короткое время вводить в регистры программу коммутаций фаз шагового двигателя в двоичном коде. При работе от ЭВМ программный блок 1 выполняет функции устройства сопряжения. Регистры 6 совместно с цифроаналоговыми преобразователями 7, осуществляют двухступенчатое кодирование: кодирование программы коммутаций обмоток двигателя, кодирование уровня тока в обмотках. Причем д разрядный код, записанный в регистрах, и р-разрядный двоичный код, формирующийся при сдвиге на послед" них выходах регистров 6, однозначно связаны с диаграммой коммутаций фаз шагового двигателя.Такое выполнение устройства рас-, ширяет функциональные возможности шагового привода, обеспечивая гибкое применение величины шага, мощности и частоты.Сосгадлел Я орииРедактор И,Николайчук Техред А.БабинеР Корректор Филиал ППП Патент". ,и. Ужгород, ул. Проектнал й 3 Тираж 646ВНИКТИ Государственнпо делам изобрете 13 ОЗЬ, Иоскгар Жр Ра Подписного комитета СССРий и открытийшская наб, д. 4/