Устройство для управления двумя шаговыми двигателями

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯ ШАГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ, содержащее элемент сравнений и ИЛИ и два канала регулирования, каждый из которых включает в себя импульсный датчик положения вала двигателя , соединенный с входом распределителя импульсов, связанного своими выходами с входами усилителей мсщ кости через логические элементы И, и задатчик соотношения скоростей двигателей, о т л и ч а ю ч ее с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности управления, задатчик соотношения скоростей кгйкдого камала содержит счетчик импульсов и дештель с регулируемым коэффициентом деления, подключенный входом к выходу датчика положения своего кайала , а выходом - к входу счетчика импульсов , причем выходы всех разрядов обоих счетчиков соединены с входами э/жмента сравнения, а выходы переполнения через элемент ЦШ - с входами установки нуля обоих счетчиков ..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ш ВМ6|

РЕСЮ%ЛИК ае 0)l;

Збв Н 02 Р 68 Н 02 P 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втаеснамм c v

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbffl41 (21) 2920420/24-07 (22) 06.05. 80 (4á) 23.08.83. 6юл. И 31 (72) В.А. Федукин и В.И.Демкин (71) Московский институт электронной техники (53) 621.313. 13-133.3-525(088.8) (56) 1. Авторское, свидетельство СССРй 493886, кл. Н 02 Р 7/60, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

rio заявке У 2558197/24, кл. " 02 P. 7/60, 1978, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВУМЯ шАГОВИИИ ДВИГАТЕЛЯНИ, содержа щее элемент сравнения и элемент ИЛИ и два канала регулирования, каждый из которых включает в себя импульс" ный датчик положения вала двигателя, соединенный с входом распределителя импульсов, связанного своими выходами с входами усилителей мощности через логические элементы Й, и задатчик соотношения скоростей двигателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности управления; задатчик соотношения скоростей каждого кана- ла содержит счетчик импульсов и делитель с регулируемым коэффициентом деления, подключенный вхсаом и выходу датчика положения своего кана ла, а выходом - к входу счетчика импульсов, причем выходы всех разрядов обоих счетчиков соединены с вхо» дами элемента сравнения, а выходы переполнения через элемент ИЛИ - с ® входами установки нуля обоих счетчиков.

4 10374

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в сис темах автоматического управления при водом с щаговыми двигателями.

Известно устройство для управления двумя шаговыми двигателями, со. держащее два канала управления,. каждый из которых включает в себя датчик положения ротора, связанный с распределителем импульсов и усилите- 10 лем мощности. Выходы усилителей мощности этого устройства связаны с выходами элементов ИЛИ. Входы каждого элемента ИЛИ соединены с одноименными выходами распределителей им- 1 пульсов, входы которых через элемен" ты ИЛИ соединены с выходами формиро вателей импульсов, связанных входами с выходами датчиков положения. Вторые входы последних элементов ИЛИ подключены к шине внешних импульсов управления $1). v

Недостатком этого устройства является невозможность установления заданного соотношения скоростей, а д также недостаточная точность, обусловленная тем, что сигналы с датчиков поступают с дискретностью, равной величине шагового интервала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления двумя шаговыми двигателями, содержащее элементы сравнения ИЛИ и два канала регулирования, каждый из,которых включает в себя импульсный датчик положения вала двигателя, соединенный с входом распределителя импульсов, связанного своими выходами с входами усилителей мощности через логические элементы И, и задатчик соотношения скоростей да и гателей Р 2 ).

Недостатком данного устройства является сложность схемы, а также низкая точность регулирования соотношения скоростей, обусловленная низкой -точностью преобразования аналоговых сигналов датчиков положения ротора.

Цель изобретения - повышение точ- 0 ности регулирования соотношения скоростей и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве управления двумя шаговыми двигателями, состоящем из двух каналов, задатчик соотношения скоростей каждого канала содержит счетчик импульсов и делитель с регу08 2 лируемым коэффициентом деления, подключенный входом к выходу датчика положения своего канала, а выходомк входу счетчика импульсов, причем выходы всех разрядов обоих счетчиков соединены с входами элемента сравнения, а выходы переполнения через элемент ИЛИ - с входами установки нуля обоих счетчиков.

Такое выполнение устройства позволяет путем использования цифровых методов обработки информации о положении шагового двигателя повысить точность регулирования соотношения скоростей и упростить схему устройства °

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю.

Устройство включает в себя шаговые двигатели 1 и 2 с импульсными датчиками 3 и 4 положения на валах двигателей и фазные усилители 5 и 6 мощности. Выходы датчиков положения связаны через распределители 7 и 8 импульсов с первыми входами двух групп логических элементов И 9-12 и 13-16 и с входами делителей 17 и

18 частоты с регулируемыми коэффициентами деления. Выходы делителей

17 и 18 частоты связаны с входами счетчиков 19 и 20 импульсов, входы установки нуля которых соединены с выходом элемента ИЛИ 21, связанного входами с выходами переполнения счетчиков 19 и 20 импульсов. Выходы счетчиков импульсов соединены с входами элемента 22 сравнения кодов, выход которого "больше" соединен с вторыми входами элементов И одного канала, а выход "меньше". - с вторыми входами элементов И другого канала. Выходы элементов И каждого канала связаны ,с входами соответствующих усилителей

5 и 6 мощности.

Устройство работает следующим образом.

Наговые двигатели 1 и 2 с импульсными датчиками 3 и 4 на валах, соединенные с фазными усилителями 5 и 6 мощности, работают в режиме бескон- тактной машины постбянного тока. Коммутация фаз обеспечивается подачей с выходов распределителей 7 и 8 импульсов на первые входы логических элементов 9-12 и 13-16, Импульсы с выходов датчиков положения подаются на распределители 7 и 8 импульсов и

3 1037" на делители 17 и 18 частоты, Соотношение коэффициентов деления делителей частоты прямо пропорционально требуемому соотношению скоростей дви гателей. Период поступления импульсов с выходов датчиков 3 и 4, на входы делителей 17 и 18 частоты намного меньше периода импульсов, поступающих на входы распределителей импульсов. 10

Короткие импульсы, поступающие с выходов счетчиков 19 и 20 при их переполнении объединяются элементом

ИЛИ 21 и подаются на входы установки нуля обоих счетчиков. Зтим обеспечивается привязка начала счета импульсов с разных делителей частоты к единому моменту времени.

При отработке одного и того же угла поворота роторов обоих двига- zp телей 1 и 2 число импульсов с делителя частоты, соединенного с выходом датчика двигателя с большей заданной скоростью будет меньше, чем число импульсов с делителя частоты, соеди- 25 ненного с выходом датчика двигателя с меньшей заданной скоростью. Поэтому на выходе "меньше" схемы 22 сравнения кодов появляется сигнал высокого уровня, поступающий на вторые 3g входы элементов И, относящихся к двигателю с большей заданной скоростью и, соответственно, с выхода "больше" сигнал низкого уровня поступает на в горые входы элементов И, относящих35 ся к двигателю с меньшей заданной скоростью. При этом двигатель с большей заданной скоростью начинает разгоняться, вследствие чего возрастает число импульсов, поступающих с делителя частоты, соединенного с датчиком этого двигателя, и в момент достижения им числа импульсов с делителя частоты, соединенного с датчиком двигателя, имеющего меньшую заданную

45 скорость, происходит переход элемента 22 сравнения в противоположное состояние. После этого начинает раз08 1 гоняться двигатель с меньшей заданной скоростью, а двигатель с большей заданной скоростью тормозится под действием момента нагрузки до момента очередного срабативания элемента 22 сравнения. .Так как процесс осуществляется с большой частотой, то питание двигателя, вращающегося с большей заданной скоростью, производится последовательностью импульсов с большим коэффициентом. заполнения периода, а двигателя, вращающегося с меньшей заданной скоростью, - последовательностью импульсов с малым коэффициентом заполнения периода, вследствие чего в обмотках двигателей устанавливаются. средние значения токов, прямо пропорциональные коэффициентам заполнения периодов.

Управление соотношением скоростей и мгновенных положений роторов двигателей производится внутри каждого ша" га,. Кроме того, при увеличении нагрузки на валу одного из двигателей вызывающей уменьшение его скорости, происходит дополнительный разгон этого двигателя, в то время как другой двигатель тормозится до момента устранения возникшей погрешности в собтношении скоростей.

Предлагаемое устройство позволяет непрерывно изменять соотношение скоростей двух двигателей в переходных и установившихся режимах работы и может найти применение в различных системах числового программного управления, например, координатографа. ми, столами металлорежущих станков и т.д.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства достигается путем повышения точности регулирования и упрощения схемы устройства, что обеспечивается использованием цифровых методов обработки информации о мгновенных положе" ниях роторов шаговых двигателей.

1037408

ВНИИПИ Заказ 6034/58 Тираж 687 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4