Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение касается управления электрическими машинами. Цель изобретения - упрощение устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содержит источник питания 1, распределитель импульсов 2, расширитель импульсов , генератор импульсов 4, логический элемент ИЛИ 5, многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого включает основной ключевой элемент 6, вспомогательный ключевой элемент 7, разделительные диоды 8, логический элемент ИСКЛЮЧАЮ-, ЩЕЕ ИЛИ 9 и подсоединен к одной из обмоток 10 двигателя. Степень форсирования нарастания и спадания тока в обмотках двигателя зависит от текущего значения частоты управлякмдих импульсов , что обеспечивает плавность движения ротора двигателя с сохранением его высоких динамических характеристик . Изобретение позволяет упростить и удешевить устройство за счет введения генератора импульсов и S элемента ИЛИ 5, выполненных на микросхемах , взамен источника питания постоянного тока, включающего трансформатор , полупроводниковые и другие радиоэлементы. 1 ил. te

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (1И

А1 (11 у Н О? Р 8/00

ГОСУДАРСТНЕННИЙ НОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ //„

К A ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3815748/24-07 (22) 27.11.84 (46) 15.10.86. Бюл. У 38 (72} Д.И. Брейман, Е.В. Мищенко и В.П. Тупицин (53) 621.3l7.515(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 944051, кл. Н 02 Р 8/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение касается управления электрическими машинами. Цель изобретения — упрощение устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содержит источник питания 1, распределитель импульсов 2, расширитель импульсов 3, генератор импульсов 4, логический элемент ИЛИ 5, многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого включает основной ключевой элемент 6, вспомогательный ключевой элемеьт 7, разделительные диоды 8, логический элемент ИСКЛЮЧАЮ-, ЩЕЕ ИЛИ 9 и подсоединен к одной из обмоток 10 двигателя. Степень форсирования нарастания и спадания тока в обмотках двигателя зависит от текущего значения частоты управляющих импульсов, что обеспечивает плавность движения ротора двигателя с сохранением его высоких динамических характеристик. Изобретение позволяет упростить и удешевить устройство за счет введения генератора импульсов и элемента ИЛИ 5, выполненных на микросхемах, взамен источника питания постоянного тока, включающего трансформатор, полупроводниковые и другие радиоэлементы. 1 ил.

1264296

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в шаговом электроприводе.

Цель изобретения состоит в упрощении устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления шаговым двигателем.

Устройство для управления шаговым двигателем содержит источник 1 питания постоянного тока повьппенного на— пряжения, распределитель 2 импульсов, расширитель Э импульсов, генератор

4 импульсов, логический элемент ИЛИ

5, многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого содержит основной ключевой элемент 6, вспомогательный ключевой элемент 7, разделительные диоды 8, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и подсоединен к одной из обмоток 10 шагового двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Расширитель импульсов 3 преобразу ет значение периода управляющих импульсов (частоту) в длительность фор=ировочного импульса, причем, чем меньше период управляющих импульсов (вьппе частота), тем больше длительность форсировочного импульса. При частотах управляющих импульсов, меньших некоторой частоты Г„, длительность форсировочного импульса равна нулю, а при частотах управляющих импульсов вьппе некоторой частоты Г длительность форсировочного импульса равна периоду управляющих импульсов.

При работе устройства на частоте

f < Г„ длительность форсировочного 1 импульса равна нулю. При поступлении разрешающего импульса с распределителя 2 импульсов включается основной ключевой элемент 6. Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 пропускает с выхода логического эл е выхода логического элемента ИЛИ 5 последовательность импульсов, вырабатываемых генератором 4, на вход вспомогательного ключевого .элемента 7.

Ключевой элемент 7 открывается на время, равное длительности импульса

Tä, ток в обмотке 10 быстро нарастает под действием источника 1 питания постоянного тока повьппенного напряжения. Во время паузы между импульсами

Т-Тп вспомогательный ключевой элемент 7 отключается. Ток замыкается

10 !

55 по цепи . разделительный диод 8, обмотка 10 основной ключевой элемент

6 и медленно спадает. Среднее значение тока в обмотке двигателя определяется значением скважности импульсов генератора и равняется: ти т

Ф

"сР макс Т Т и

При поступлении запрещающего импульса с распределителя 2 импульсов основной ключевой элемент 6 запирается. Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 пропускает с выхода логического элемента ИЛИ 5 последовательность формируемых генератором импульсов в инверсной полярности. Вспомогательный ключевой элемент 7 в этом случае запирается на время Т„, при этом через разделительные диоды

8 обмотка 10 шагового двигателя подключается к источнику 1 питания постоянного тока повышенного напряжения.

На время Т-Т вспомогательный ключевой элемент 7 отпирается, ток замыкается по цепи: разделительный диод

8, обмотка 10, вспомогательный ключевой элемент 7. Ток в обмотке при этом медленно спадает. Таким образом, при частотах f «f среднее значение н тока в обмотке шагового двигателя

4 обуславливается скважностью импульсов, вырабатываемых генератором.

При частотах Г„ >Г„ расширитель

2 импульсов формирует форсировочный импульс на каждый управляющий им-пульс,.длительность которого зависит от длительности управляющего импульса. Порядок работы ключевых элементов 6 и 7 остается без изменений.

Отличие реж пча работы при частотах

Г„>Гп от описанного вьппе состоит в том, что логический элемент ИЛИ 5 пропускает на вход логического эле-. мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 форсировочный импульс с распределителя 2 импульсов, а во время паузы между форсировочными импульсами пропускает последовательность импульсов с генератора 4 импульса. Таким образом, при частотах f )f„ среднее значение тока в обмотке шагового двигателя обуславливается совокупностью значений длительности форсировочного импульса и скважности генерируемых импульсов.

Выбор значений частот fz и Гз производится исходя из электрических параметров шагового двигателя с уче12642

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник питания постоянного тока, реверсивный распределитель импульсов, расшириСоставитель В. Алфимов

Редактор К. Волощук Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Заказ 5571/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ом значения напряжения источника 1 питания постоянного тока. Таким образом, степень форсирования нарастания и спадания тока в обмотках шагового двигателя зависит от текущего значения частоты управляющих импульсов, что обесп чивает плавность движения ротора шагового двигателя с сохранением высоких динамических характеристик шагового двигателя.

Использование изобретения позволяет упростить и удешевить устройство управления шаговым двигателем за счет введения генератора импульсов 5 и логического элемента ИПИ, выполненных на микросхемах, взамен источника питания постоянного тока, содержащего трансформатор, полупроводниковые и другие радиоэлементы,обеспечив при этом сохранение динамических характеристик шагового двигателя.

Формула изобретения

96 4 тель импульсов с длительностью импульса, зависящей от частоты входных импульсов, вход которого связан с входами распределителя импульсов, и многоканальный усилитель мощности, каждый канал которого включает в себя основной и вспомогательный ключевые элементы, разделительные диоды и элемент ИСКЛ1ОЧАКЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с соответствующим выходом распределителя импульсов и управляющим входом основного ключевого элемента, второй вход— с выходом расширителя импульсов, а выход — с управляющим входом вспо;логательного ключевого элемента, подключенного к источнику питания последовательно с основным ключевым элементом и фазой двигателя, а разделительные диоды включены мезду выводами фазы и полюсами источниками питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, в него введены генератор импульсов и элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ,.первый вход — с выходом расши рителя импульсов, а второй входс выходом генератора импульсов.