Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть / пользовано в приводах бумаги и пе Г ад|бщей головки устройства печати. Цель изобретения - снижение энергопотребления и упрощение устройства. Устройство для управления шаговым двигателем содержит распределитель 1 импульсов, первый 2 и второй 3 источники питания, блок 4 задержки, управляемый источник 5 напряжения п усилителей мощности, каждый из которых содержит транзистор 6, развязывающий диод 7, диод 8, резистор 9 и ключ 10. Цель изобретения достигается за счет введения блока 4 задержки, управляемого источника 5 напряжения, диодов 8, резисторов 9. 4 ил. |7-г/ усилитель I мощности . (Л ьо х 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1293701 А 1

1 4 б 05 В 19/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ у.

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3721986/24-24 (22) 03.04.84 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (71) Научно-производственное объединение

«Автограф» (72) А. П. Рындыч, Н. А. Угнивенко, О. П. Архипов, Г. Я. Березин и Д. И. Давыдов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 566242, кл. G 05 В 19/40, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис/

° ольаоваио в приводах бумаги и йедвщ щей головки устройства печати. Цель изобретения — снижение энергопотребления и упрощение устройства. Устройство для управления шаговым двигателем содержит распределитель 1 импульсов, первый 2 и второй 3 источники питания, блок 4 задержки, управляемый источник 5 напряжения и усилителей мощности, каждый из которых содержит транзистор 6, развязывающий диод

7, диод 8, резистор 9 и ключ 10. Цель изобретения достигается за счет введения блока 4 задержки, управляемого источника 5 напряжения, диодов 8, резисторов 9. 4 ил.

1293701

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в приводах бумаги и печатающей головки устройства печати.

Цель изобретения — снижение энергопотребления и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— принципиальная схема распределителя импульсов для четырехфазного шагового двигателя; на фиг.3 — принципиальная схема блока задержки; на фиг.4 — временная диаграмма работы устройства для четырехфазного шагового двигателя.

Устройство содержит распределитель импульсов, первый 2 и второй 3 источники питания, блок 4 задержки, управляемый источник 5 напряжения, транзисторы 6.1 —6.п, развязывающие диоды 7.1 — 7.п, диоды

8.1 — 8.п, резисторы 9.1 — 9.п, ключи 10.1—

10.п, фазные обмотки 11.1 — 11.п, стабилитроны 12 и 13, транзистор 14, счетчик 15, постоянное запоминающее устройство 16, инверторы 17 — 20, элементы 2И вЂ” HE 21 — 24.

Устройство содержит также триггер 25

Шмитта, инверторы 26 и 27, токоограничительный резистор 28, конденсатор 29, резистор 30, резистор 31 нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение Ui первого источника питания нестабилизировано, напряжение Ug второго источника питания значительно выше

L! > и выбрано из условий обеспечения форсированного нарастания тока в фазах двигателя при их подключениях к второму источнику питания через ключ. Напряжение на выходе управляемого источника 5 напряжения стабилизировано стабилитронами 12 и 13 и устанавливается на одно из значений !Л и U переводом транзистора 15 в открытое или закрытое состояние.

Распределитель 1 импульсов формирует сигналы, управляющие фазами двигателя и работает следующим образом.

Импульсы, период которых определяет частоту переключения шагового двигателя, поступают на счетчик 15 и переключают его.

Сигналы с его выхода поступают на адресные шины Ао и Ai постоянного запоминающего устройства 16, на выходах Qi

Q4 которого по каждому из состояний формируются ранее запрограммированные сигналы управления, а на выходах Q — Яз— сигналы форсирования. Сигналы с выходов

Q) — Q4 через инверторы 17 — 20 поступают на первые выходы распределителя импульсов.

Сигналы форсировки с выходов Q> — Qq поступают через элементы 2И вЂ” НЕ 21 — 24 на вторые выходы распределителя импульсов.

На вторые выходы элементов 2И вЂ” НЕ поступают входные импульсы и на выходах этих элементов длительность сигнала «О» равна длительности этих импульсов.

Блок 4 задержки производит задержку заднего фронта входных импульсов, величина которой равна сумме времени т" ботки шага и времени погашения кинетической энергии ротора двигателя.

Блок 4 работает следующим образом.

При поступлении переднего фронта импульса на вход блока на выходе инвертора 27 устанавливается сигнал «О», при этом конденсатор 29 разряжается через открытый выход инвертора 26 и резистор 28. Величина резистора 28 выбрана такой, что кон10 денсатор 29 полностью разрядится до прихода заднего фронта импульса. После поступления заднего фронта на вход блока задержки на выходе инвертора 26 устанавливается состояние «Закрыт» и конденсатор 29 заряжается от источни ка через резисторы

28 и 30. На выходе инвертора 27 при этом сохранится предыдущее состояние «О».

Последующее состояние на его выходе определяется состоянием триггера 25 Шмитта, который переключится с задержкой, определяемой временем заряда конденсатора 29.

В случае, если последующий импульс поступит на вход блока ранее этого времени, то переключение триггера Шмитта не произойдет и, следовательно, на выходе блока сохранится сигнал «О». В случае, если последующий импульс не поступит в течение этого времени, триггер Ш митта переключится и на выходе инвертора 27 появится состояние «Закрыт».

Усилители мощности, реализованные на элементах 6 — 10, обеспечивают подключение фаз двигателя к первому или второму источнику питания. При включении фаза подключается через ключ 10 к второму источнику 3, обеспечивающему форсированное нарастание тока в фазе. После нарастания тока в фазе до номинального значения ключ закрывается и фаза через транзистор 6, развязывающий диод 7, подключается к первому источнику 2.

При подаче сигнала «О» транзистор 6 закрыт, а при подаче сигнала «1» напряже40 ние на его базе фиксируется через диод 8 на уровне напряжения, подаваемого от управляемого источника 5 напряжения.

В режиме фиксированной стоянки сигнал «О» на входе устройства, проинвертированный в блоке 4 задержки, обеспечи4«вает состояние «Открьгг» транзистора 14 и на втором выходе управляемого источника напряжения напряжение равно Ul.

С первых выходов распределителя импульсов подаются сигналы «1» или «О», соответствующие включенным или выключенным фазам двигателя. Ключи 10 закрыты, а транзисторы 6 закрыты или открыты в соответствии с сигналом «О» или «1» на входе. Через фазы, подключенные к открытым транзисторам 6, проходит ток, величина которого определяется напряжением U .

Напряжение Uq выбирается таким, что ток через фазы значительно меньше номинального.

1293701

В режиме переключения при поступлении на вход устройства импульса на отработку первого шага на первых и вторых выходах распределителя 1 импульсов, соответствующих включаемым фазам двигателя, формируется соответственно сигнал «1» и

«О», а на первых и вторых выходах, соответствующих выключаемым фазам — сигналы «О» и «1». Сигналы «О» с вторых выходов распределителя импульсов открывают ключи 10 и на включаемые фазы подклю- 10 чается высокое напряжение, обеспечивающее форсированное нарастание тока в фазах.

Одновременно передний фронт импульса с входа устройства, инвертированный в блоке задержки, выключает транзистор 14 и устанавливает на его выходе напряжение U4, 15 обеспечивающее нарастание тока в ранее включенных фазах до номинального значения. В момент времени, определяемый длительностью импульса, когда величина тока во включаемых фазах достигнет номинального значения на всех вторых выходах распределителя 1 импульсов, устанавливаются сигналы «1», обеспечивающие запирание ключа 10 во включаемых фазах. Дальнейшее поддержание номинального значения тока в каждой из этих фаз обеспечивается напряжением, поступающим на фазу через развязывающий диод 7 с эмиттера транзистора 6. При поступлении последующих импульсов .на вход устройства с интервалами времени между импульсами, меньшими времени задержки, работа устройства аналогична с той лишь разницей, что при этом ранее установленное напряжение U4 на выходе управляемого источника напряжения остается неизменным. В случае, если очередной импульс не поступит на вход устройства в течение времени, равного времени задержки, сигнал с выхода блока задержки переключит управляемый источник напряжения на меньшее напряжение Uq и двигатель переходит в режим стоянки.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность его работы за счет снижения потребляемой мощности во время стоянки и за счет применения нестабилизированного первого источника питания. Кроме того, улучшаются динамические характеристики двигателя на первом шаге после стоянки.

Включение транзисторов 6 по схеме с общим коллектором позволяет использовать общий радиатор, что упрощает конструкцию.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, первый и второй источники питания и по числу фаз двигателя — транзисторы, развязывающие диоды и ключи, общая шина питания первого и второго источников питания соединена с первыми выходами фаз двигателя, вторые выходы которых соединены с соответствующими катодами развязывающих диодов и выходам и ключей, входы которых соединены с выходом второго источника питания, отличающееся тем, что, с целью снижения энергопотребления и упрощения, введены блок задержки, управляемый источник напряжения и по числу фаз двигателя — резисторы и диоды, первый и второй выходы управляемого источника напряжения соединены соответственно с общей шиной питания и катодами диодов, аноды которых соединены соответственно с первыми выводами резисторов и базами транзисторов, коллекторы которых соединены с выходом первого источника питания, а эмиттеры — с анодами соответ ствующих развязывающих диодов, первые и вторые выходы распределителя импульсов соединены соответственно с вторыми выводами резисторов и с вторыми входами ключей, а вход — с входом блока задержки, выход которого соединен с входом управляемого источника напряжения.

1293701 ид, Яуц

Составитель В. Башкиров

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 385/52 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и озкрытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4