Устройство для многорежимного управления @ -фазным шаговым электродвигателем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее источник питания, источник сигналов управления , распределитель импульсов, включающий в себя реверсивный счетчик с шинами тактирования, реверса, выбора коэффициента пересчета и установки в исходное состояние, соединенными с источником сигналов управления- , шины выбора режима коммутации и подключенные к ним своими информационными входами m мультиплексоров , связанных адресными, входами с разрядными выходами реверсивного счетчика, а выходами -. с входами усилителей мощности, коммутирующих фазы шагового электродвигателя, о т л и ч ающеес я тем, что,, с целью упрощения устройства и управления им, а также повышения надежности, распределитель импульсов дополнительно содержит шину задания тактности коммутации и подключенный к ней первым входом логический элемент 2 ИЛИ, соединенный вторым входом с выходом первого разряда реверривното счетчика , выходы последующих разрядов которого подключены к адресным входам всех -т-входовых мультиплексоров, каждая i-я шина из (т-2) шин выбора режима коммутации подключена к инфор- § мационным входам с первого по т-й со- (Л ответственно i-fo,

„„SU„„1083321 A

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5D H 02 P 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3405901/24-07 (22) 05.03.82 (46) 30.03.84. Вюл.9 12 (72) В.Ш.Арутюнян, A.З.Мурадян, (, .О.Мкртчян и М.Х.Акопян (53) 621. 313.13-133. 3-525 (088. 8) (56) 1. Луценко В.Е., Рубцов В.П. .Электропривод с шаговыми двигателями..

В кн.:Электропривод и автоматизация промьв1ленных установок, том.6. Итоги науки и техники, 1978, с.46-47.

2. Авторское свидетельство СССР

9 838999, кл. Н 02 Р 8/00, 1981 °

I (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ m-ФАЗНЫМ ШАГОВЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, содержащее источник питания, источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя реверсивный счетчик с шинами тактирования, реверса, выбора коэффициента пересчета и установки в исходное состояние, соединенными с источником сигналов управления; шины выбора режима коммутации и подключенные к ним своими информационными входами m мультиплексоров, связанных адресными входами с разрядными выходами реверсивного счетчика, а выходами — с входами усилителей мощности, коммутирующих фазы шагового электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью упрощения устройства и управления им, а также повышения надежности, распределитель импульсов дополнительно содержит шину задания тактности коммутации и подключенный к ней первым входом логический элемент 2 ИЛИ, соединенный вторым входом с выходом первого разряда реверсивного счетчика, выходы последующих разрядов которого подключены к адресным входам всех m-входовых мультиплексоров, каждая i-я шина из (m-2) шин выбора рег жима коммутации подключена к информационным входам с первого pro m-й соответственно i-го, (i+1)-го,..., m-го, первого, второго,...,Ii-1)-го мулвтнплексоров, выход логического элемента 2 ИЛИ подключен к информационнымувходам с первого по m-й сооТ- Я ветственно (m-1)-го, m-ro, первого, второго,..., (m-2)-ro мультиплексо- рииий ров, а остальные m информационных вхо и дов соответственно m-ro, Первого, второго,..., (m-1)-го мультиплексо- QQ ров подключены к нулевой шине источника питания.

СР

1083321

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления шаговым электродвигателем с любым числом фаз в дискретных системах автоматизированного электропривода. 5

Известно устройство для многорежимного управления шаговым электро-. двигателем, содержащее источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя шины выбо- () ра режима коммутации и реверсивный счетчик с входом выбора коэффициента счета,. связанный счетным входом с первым выходом источника сигналов управления, а выходами через усилители с фазами двигателя 13 °

Недостатками устройства являются сложность, обусловленная большой избыточностью неработаЮЩих в каждом режиме коммутации кодовых матриц и регулятора объема реверсивного счетчи- 20 ка, а также низкое быстродействие изза невозможности перестройки режима коммутации в процессе работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ycг- 25 ройство для многорежимного управления

m-фазным шаговым электродвигателем, содержащее источник питания, источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя ре- Зо версивный счетчик с шинами тактирования, реверса, выбора коэффициента пересчета и установки в исходное состояние, соединенными с источником сигналов управления, шины выбора режима коммутации и подключенные к ним своими информационными входами ш мультиплексоров, связанных адресными входами с разрядными выходами реверсивного счетчика, а выходами — с входами усилителей мощности, коммутирующих Фазы 4О шагового электродвигателя.

Недостатками устройства являются сложность схемы и его управления, а также низкая надежность, обусловленные большой избыточностью используе- 45 мых мультиплексоров (имеющих по два информационных входа) и большим числом шин выбора режима коммутации.

Кроме того, при неизменнной частоте тактирования устройства переходы с симметричных режимов на несимметричные и наоборот приводят к изменению (вдвое) средней скорости выходного вала двигателя,(из-за изменения вдвое величины единичного шага). A при работе на частотах, близких к приемистости для сохранения нормальной работы (устойчивости) двигателя при переходах с.несимметричных режимов на симметричные, требуется вдвое уменьшить тактовую частоту. Это создает дополнительные, неудобства в управлении., Цель изобретецйя — упрощение устройства и. управления им,; а также повышение надежности ° 65

Ноставленная цель достигается тем, что в устройстве для многорежнмного управления m-фазным шаговым электродвигателем распределитель импульсов дополнительно содержит шину задания тактности коммутации и подключенный к ней первым входом логический элемент 2 ИЛИ, соединенный вторым входом с выходом первого разряда реверсивного счетчика, выходы последующих разрядов которого подключены к адресным входам всех m мультиплексоров, выполненных m-входовыми, каждая i-я шина из m-2 шин выбора режима коммутации подключена к первому, второму,.. °,m-му информационным входам с.первого по

m-й соответственно i-го, (i+1)-ro,..., m-ro первого, второго,...,(i--1)-ro мультиплексоров, выход логического элемента 2 ИЛИ подключен к первому, второму,..., m-му информационным входам с первого цо ш-й соответственно (m-1)-ro, m-ro, перього, второго,..., (m-2)-го мултиплексоров, а осталь- . ные m информационных входов соответственно m-ro, первого, второго, ...,(m-1)-го мультиплексоров подключены к нулевой шине источника питания.

На чертеже приведена функциональная схема устройства применительно к управлению m-фазным шаговым электродвигателем.

Устройство содержит источник 1 сигналов управления, распределитель

2 импульсов, включающий в себя реверсивный счетчик 3 с шинами тактирования 4, реверса 5, выбора коэффициента пересчета б и установки в исходное состояние 7.

Шины выбора режима коммутации у1 -у подключены к информационным входам m мультиплексоров 8 -8„„ связанных адресными входами с разрядными выходами реверсивного счетчика

3, а выходами — с входами усилителей

9. -9„ мощности, коммутирующих фазы шагового двигателя 10.

В состав распределителя импульсов дополнительно, введена шина задания тактности коммутации у и подключенный к ней своим первым входом логический элемент 2 ИЛИ 11, соединенный своим вторым входом с выходом первого разряда реверсивного счетчика 3, выходы последующих разрядов которого подключены к адресным входам всех m.ìóëüòèïëåêñoðîâ 81-8 . Каждый иэ мультиплексоров имеет по ш инфор- мационных входов. Каждая i-я шина (у;) из ш-2 шин выбора режима коммутации (у - у ) подключена к первому, второму,..., m-му.информационным I l1)-Я входам соответственно 8,;,8;,„, 8., 8., мультиплексоров. Выход логйческого элемента 2 ИЛИ подключен к первому, второму,..., m-му информационным входам соответственно 8 >, 8, 1083321

Режимы Коды управления шинами режимов

У У

Симметричные

0

0

0

0

n=m-(i+1) 0

0 в В- 1 0

0

n= ш-(i-1) 0

0 в=а-3 0

0.n=>-2 0

8„, 8,..., 8 мультиплексоров,Ос- требуемой тактности коммутации ш (симтальнйе информационные входы мульти- метричные режимы) или 2 (несимметрнчплексоров подключены к нулевой шине ные. режимы ) к шине задания тактностн

12 источника питания. у прикладывается соответственно едиВ общем случае при управлении ничный или нулевой логические уровни. ш-фаэным шаговым двигателем коэффици- 5 При поступлении иэ источника 1 ент пересчета реверсивного счетчика 3 сигналов на шину 4 тактнрования счетопределяется выражением К, = 2m, а об- чика 3 тактовых импульсов на выходах щие числа всевозможных симметричных мультиплексоров 8„-8 поочередно выМс и несимметричных N> режимов ком- рабатываются кодовые комбинации, сомутации фаз определяются выражениями 30 ответствующие заданному режиму комму m-1 и М к = щ-2 соответственно. тации фаз выбранного двигателя. ПеУстройство работает сдедующн.л об- реход с.одного из режимов на любой разом. другой при заданном двигателе осуДля подготовки к.работе в зависи- ществляется изменением потенциалов мости от требуемого режима от источ- 5 на шинах у -у,а в зависимости от ника 1 сигналов к шинам 5 и 6 управ- симметричности йли несимметричности ления реверсивного счетчика 3 .пр*кла- .режима также на шине у дываются соответствующие уровни потек- В таблице приведена зависимость циалов управления. На шину 7 подается потенциалов на шинах от режимов комсигнал обнуления. В зависимости от мутации.

4 I» д «Сй» J

1083321

Продолжение таблицы

0 и =2

0 и =3

Несимметричные

n=m-(i+1) 0

n=m-i

n=m(i-1) 0

n =m-3 0

=m-2 0

n =m-1 1

В предлагаемом устройстве при сим40 метричных режимах коммутации кодовые комбинации на выходах мультиплексоров 8 - 8„ меняются через один такт

1 поступления тактирующих импульсов в реверсивный счетчик, поэтому при 45 работе на частотах, близких к частоте приемистости, для перехода с несимметричных режимов на симметричные, нет необходимости в изменении тактовой частоты. Это упрощает процесс 5р управления устройством и позволяет сохранить среднюю скорость вращения вала двигателя при переходе с одного режима на другэй.

В общем случае для управления

m-фазным ШЭД в симметричном режиме с n=1 нулевые потенциалы прикладываются ко всем управляющим шинам у, -у 1 1тг2

В режиме с и=2 — только к шинам у -.у с n=3 .— толькЬ к шинам у -y; 60 о-Ь in-4 и т.д. А в режйме .q n=m-1 ко всем упРавляющим,шинам,у„ -у подаются единичные потенц» йлй.

При несимметричном режиме с .и =2

:диничный потенциал прикладывается 65 только к шине У, в режиме с и =3—

4 — к шинам -2 .У .У, у и т.д, A при и .и» 1 едйнич»»ые потенциалы подаются ко всем управляющим шинам.

При всех m-1 возможных симметрич-— ных режимах коммутац»»и к шине у прикладывается единичный потенциал, прв всех m-2 возможных несимметричнйх режимах — нулевой потенциал.

Предлагаемое выполнение устройства позволяет упростить схему и .снизить предъявляемые к источнику сигналов управления требования по обеспечению всевозможных программ изменения режимов коммутации в процессе работы устройства, что достигается путем уменьшения информационных объемов и числа информационных входов мультиплексоров; упростить управление устройством при переходах с .одного режима коммутации на любой другой путем значительного сокращения общего числа шин управления, повысить надежность функционирования устройства. Это достигается путем исключения аппаратурной и информационной избыточности используемых

1083321 узлов и элементов, а также общего со-, кращенйя аппаратуры в устройстве в иелом, независимо от режима коммутаСоставитель З.Горних

Редактор С.Юско Техред И.Надь Корректор В,БУтяга

Заказ 1771/49 Тираж бб7 : Подписное

ВНИИПИ Гооударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул..Проектная,4

Й

pl i i

Уд,р ции фаз, обеспечить неизменность средней скорости вала при неизменной частоте тактирующих импульсов.