Устройство для управления @ -фазным шаговым двигателем с дроблением шага

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - упрощение устройства для управления tn-фазным шаговым двигателем путем уменьшения емкости постоянных запоминающих устройств. Устройство управления содержит m одноразрядных постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 1.1-1.т, к выходам которых подключены усилители 2.1-2.т мощности, коммутирующие обмотки 3.1-З.т двигателя. К входам ПЗУ 1.1-1.т подключены реверсивный 4 и нереверсивный 5 счетчики. К последнему подключены дешифратор 6 и делитель 7 с переменным коэффициентом деления . С целью снижения требуемой емкости ПЗУ 1.1-1.т информация о токе через обмотки 3.1-З.т двигателя записывается в ПЗУ 1.1-l.m в двоичном коде, а при считывании информации каждая ячейка памяти подключается к выходу ПЗУ 1.1-1.т на время, пропорциональное весу того разряда в двоичном коде, который представляет данная ячейка. 2 ил. f (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„72589 п1 4 Н 02 Р 8/00

EfPr

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4113426/24-07 (22) 27.08.86 (46) 07.02.88. Бюл. N - 5 (72) В.В. Ледерер (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1037409, кл. Н 02 P 8/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1073872, кл. Н 02 P 8/00,,1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ m-ФАЗНЫМ ШАГОВЬМ ДВИГАТЕЛЕГ1 С ДРОБЛЕНИЕ11

ШАГА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — упрощение устройства для управления ш-фазным шаговым двигателем путем уменьшения емкости постоянных запоминающих устройств. Устройство управления содержит m одноразрядных постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 1.1-1,m, к выходам которых подключены усилители 2.1-2.m мощности, коммутирующие обмотки 3. 1-3.ш двигателя. К входам

ПЗУ 1.1-1.ш подключены реверсивный 4 и нереверсивный 5 счетчики. К последнему подключены дешифратор 6 и делитель 7 с переменным коэффициентом деления. С целью снижения требуемой емкости ПЗУ 1.1-1.m информация о токе через обмотки 3.1-3.ш двигателя записывается в ПЗУ 1.1-1.m в двоичном коде, а при считывании информации каждая ячейка памяти подключается к выходу ПЗУ 1,1-1.ш на время, пропор- с циональное весу того разряда в двоичном коде, который представляет данная ячейка. 2 ил.

Ел

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

Цель изобретения — упрОщение путем уменьшения емкости постоянных запоминающих устройств.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — времен- 10 ные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Устройство содержит (фиг. 1) одноразрядные постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) 1.1-1.ш по числу ка- 1r налов усилителя мощности, ключевые усилители 2.1-2.ш мощности, соединенные с фазами 3.1-3.m двигателя,реверсивный двоичный счетчик 4, нереверсивный двоичный счетчик 5, делитель 6 20 частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с тактовым входом нереверсивного счетчика 5, дешифратор 7, выходы которого соединены с входами установки коэф- 25 фициента деления делителя 6 частоты, а входы — с выходами нереверсивного счетчика 5. Выходом делитель 6 с переменным коэффициентом деления соединен со своим входом установки в 30 исходное состояние, а тактовым входом соединен с шиной высокочастотных импульсов тактирования (Т ). Тактовый вход реверсивного счетчика 4 соединен с шиной низкочастотных импульсов тактирования (Т >). Вход задания направления пересчета реверсивного двоичного счетчика 4 соединен с шиной реверсирования (задания направления вращения) двигателя Реверс, 40 а его вход обнуления подключен к шине установки в исходное нулевое состояние "Уст 0".

Устройство работает следующим образом. 45

В первоначальном состоянии на шнну иУст 0" устройства подается сигнал установки в исходное состояние. При этом счетчики 4 и 5 (фиг. 1) устанавливаются в нулевое искодное состояние и через внутренние дешифраторы строк запоминающих устройств 1.1-1.m выбираются первые строки их матриц.

В соответствии с требуемым направлением вращения двигателя к шине "Реверс прикладывается единичный или нулевой уровни потенциалов.

С шины Т поступают высокочастот1 ные импульсы на тактовый вход дели89 2 теля 6 частоты, а с выхода последнего — на вход нереверсивного счетчика 5. Поскольку выходы разрядов нереверсивного счетчика 5 подсоединены к входам ПЗУ, то к выходам ПЗУ будут подключены первые ячейки памяти первых строк матриц. Так как к выходам разрядов подключены также входы дешифратора 7, то на всех его входах будут нули и, следовательно, единица появится на его первом выходе, которая в свою очередь приложится к первому входу установки коэффициента деления. В этом случае коэффициент деления делителя 6 равен единице, и первый тактовый импульс с шины То приведет к появлению единицы на выходе делителя 6 частоты, но так как выход делителя 6 частоты соединен с его входом установки в исходное состояние, то последний установится в исходное состояние. Короткий импульс на выходе делителя 6 частоты, прикладываясь к входу нереверсивного счетчика 5, вызовет смену его состояния, и на выходе его младшего разряда появится единица. К выходам

ПЗУ 1.1-1.ш подключаются вторые ячейки памяти первых строк матриц, а у дешифратора 7 единица появится на его втором выходе, которая приложится к второму входу установки коэффициента деления делителя 6 частоты.

В этом случае его коэффициент деления равен двум. Следовательно импульс на выходе делителя 6 появится только после прихода второго тактового импульса, считая с момента его последней установки в исходное состояние. После появления второго импульса на входе нереверсивного счетчика

5 к выходам ПЗУ 1.1 — 1.m подключатся третьи ячейки памяти первых строк матриц, а у дешифратора 7 единица появится на его третьем входе, это означает, что коэффициент деления делителя 6 частоты равен четырем. Следовательно, следующий импульс на выходе делителя 6 появится после прихода четвертого тактового импульса, считая с момента его последней установки в исходное состояние.

Таким образом, первые ячейки памяти строк матриц ПЗУ подключаются к их выходам в течение одного тактового интервала, вторые ячейки — в течение двух тактовых интервалов, третьи ячейки — в течение четырех тактовых

1372589 интервалов, к -е ячейки — в течение

2 тактовых интервалов. После того, K как нереверсивный счетчик 5 достигнет своего максимального значения, а затем сбросится в исходное состояние, процесс повторится вновь. Если в строке матрицы длиной 1 ячеек памяти записано число А, то средний ток I, протекающий через обмотку шагового двигателя, равен

E А

cP R 2 о6 м

10 где E — напряжение источника пита-.. и 15 ния;

R — сопротивление обмотки шаобм гового двигателя.

Поскольку А может изменяться от

0 до 2, то и ток через обмотку может е

Еп изменяться от 0 до . Следоваобм тельно, имея 1 ячеек в строке, мы можем записать два различных значения тока через обмотку или реализовать коэффициент дробления, равный 2 е

После того, как придет низкочастотный тактовый импульс по шине Т„ на тактовый вход реверсивного счетчика 4, на выходе его младшего разряда появится

30 единица, и к выходам ПЗУ 1.1-1.ш подключаются вторые строки матриц, в которых записаны новые значения токов через обмотки 3.1-3.m шагового двигателя.

В ПЗУ 1.1-1.m могут быть записаны любые законы изменения токов в обмотках шагового двигателя. Один из воэможных вариантов показан на фиг. 2, где для простоты коэффициент дробления равен четырем для четырехфаэного шагового двигателя с фазами Ф1, Ф2, Ф3, Ф4.

Преимуществом предлагаемого устройства является значительно меньший по сравнению с известным объем памяти ПЗУ. Это достигается за счет того, что информация о токе через обмотку двигателя записывается в двоичном коде, а при считывании информации каждая ячейка памяти подключается к выходу ПЗУ на время, пропорциональное весу того разряда в двоичном коде, который представляет данная ячейка.

Требуемая емкость ПЗУ для предлагаемого устройства определяется по формуле (е. е, е., + å.,, ° е.,m )

Е = 2

1 где n — реализуемый коэффициент дробления;

m — число фаз двигателя;

Š— требуемая емкость ПЗУ.

Подставив значения m = 4 и n = 256, получим

Е =. 2 = 2 = 8192 бит, что в 32 раза меньше, чем для известного устройства. Введенные дешифратор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления выпускаются в виде готовых к применению микросхем.

Снижение емкости ПЗУ позволит снизить стоимость устройства и повысить его надежность, при этом значительно сокращается время, необходимое для записи информации в ПЗУ„ сократится процент брака, поскольку вероятность ошибки при записи увеличивается пропорционально объему записываемой информации.

Учитывая, что известные ПЗУ имеют ограниченный объем памяти применение предлагаемого устройства позволит увеличить максимально достижимый коэффициент дробления шага двигателя.

Так например, в известном ПЗУ на

8192 бита позволяют добиться максимального коэффициента дробления шага для четырехфазного двигателя только

32, а для предлагаемого — 256,следовательно в восемь раз увеличится точность позиционирования.

Формула изобретения

Устройство для управления m-фазным шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее ш усилителей мощности, подключенных выходами к обмоткам двигателя, шину установки в нулевое состояние, ш одноразрядных постоянных запоминающих устройств, выходы которых подключены к входам усили телвй мощности, реверсивный и нереверсивный счетчики, подключенные выходами к соответствующим входам постоянных запоминающих устройств, тактовый вход реверсивного счетчика подключен к шине низкочастотных импульсов тактирования, а вход задания направления пересчета — к шине "Реверс, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения путем умень1372589

7н

Репере

Составитель В. Алфимов

Техред М,Дидык Корректор Л. Патай

Редактор Н, Гунько

Заказ 498/54 Тираж 583 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 щения емкости постоянных запоминающих устройств, в него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления и дешифратор, входы которого подключены к выходам нереверсивного счетчика, выходы — к входам установки коэффициента деления делителя частоты, тактовый вход последнего подключен к шине высокочастотных тактовых импульсов, выход— к своему входу установки в исходное

5 состояние и к тактовому входу нереверсивного счетчика, а входы установки нуля счетчиков соединены между собой и подключены к шине установки в нулевое состояние.