Устройство для многорежимного управления четырехфазным шаговым электродвигателем

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым электродвигателем с активным ротором в дискретных системах автоматизированного электропривода. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения всех возможных разнополярных симметричных и несимметричных режимов коммутации. Устройство содержит источник 1 питания логической части первую группу из четырех усилителей мощности 2.1-2.4, коммутирующих фазы шагового двигателя, первый источник 4 питания силовой части одной полярности, реверсивньпЧ двоичный счетчик 10, первую группу из четырех мультиплексоров 14.1-14.4, логический элемент 2ИЛИ 17 и две шины 20, 21 выбора режима коммутаций. Для достижения цели в него дополнительно введены вторая группа из четырех мультиплексоров 15.1-15.4, вторая группа из четырех усилителей мощности 5.1-5.4, второй источник 4 питания силовой части противоположной полярности , логический элемент 2И-НЕ 16, первый 18 и второй 19 трехпозиционные переключатели режимов коммутации. 5 ил. е (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 Н 02 Р 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4241437/24-07 (22) 06.05.87 (46) 15.10,88. Бюл. N 38 (72) В.Ш.Арутюнян, А,.З.Мурадян, Г.Б.Мнацаканян (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 838999, кл. Н 02 P 8/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1083321, кл. Н 02 P 8/00, 1983, .(54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗНЫМ ШАГОВЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым электродвигателем с активным ротором в дискретных системах автоматизированного электропривода, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем . обеспечения всех возможных раэнопо„„SU„„1431030 А 1 лярных симметричных и несимметричных режимов коммутации. Устройство содержит источник 1 питания логической части, первую группу из четырех усили телей мощности 2.1-2.4, коммутируюI щих фазы шагового двигателя, первый источник 4 питания силовой части одной полярности, реверсивный двоичный счетчик 10, первую группу из четырех мультиплексоров 14.1-14.4, логический элемент 2ИЛИ 17 и две шины 20, 21 выбора режима коммутаций. Для достижения цели в него дополнительно введены вторая группа из четырех мультиплексоров 15.1-15.4, вторая группа из четырех усилителей мощности 5.1-5.4, второй источник 4 питания силовой части противоположной полярности логический элемент 2И-НЕ 16, первый 18 и второй 19 трехпоэиционные переключатели режимов коммутации, 5 ил.

1431030

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления четырехфазным шаговым электродвигателем с активным ротор0м в дискретных сйстемах автоматизированного электропривода.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения любых разнополярных симметричных и несимметричных режимов коммутации.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для многорежимного управления четырехфазным шаговым электродвигателем; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы функционирования устройства соответственно при несимметричных однополярных и разнополярных режимах управления, на 2р фиг. 4 и 5 †. номограммы векторов моментов при всех возможных однополярных и разнополярных режимах управления. В табл, 1 и 2 приведены режимы коммутации и коды управления. 25

Устройство содержит источник 1 питания логической части, первую группу из четырех усилителей 2.1-2.4 мощности, общая шина 3 которых соединена с первым источником 4 питания силовой части с плюсовой полярностью, вторую группу из четырех усилителей

5,1-5.4 мощности, общая шина 6 которых соединена с вторым источником ? питания силовой части с минусовой полярностью, фазные обмотки 8.1-8.4 шагового двигателя, соединенные между средними точками соответсТвующих усилителей мощности и нулевой шиной 9 источников питания, реверсивный двоичный счетчик 10 с шинами тактирования 11, реверса 12 и ус" àíîâêè в нулевое состояние 13, первую группу из четырех мультиплексоров 14.1-14.4, вторую группу иэ четырех мультиплек- .45 соров 15.1-15.4, логические элементы

2И-HE 16 и 2 ИЛИ 17, первый 18 и второй 19 трехпоэиционные переключатели, первую 20 и вторую 21 шины выбора режима коммутации. 50

Устройство работает следующим образом.

Перед созданием любого из возможных режимов коммутации фаэ к шине 13 подается сигнал обнуления счетчика

10. Задание определенного режима коммутации осуществляется путем приложения к шинам 20 и 21 требуемой комбинации нулевых и единичных уровней логических потенциалов и установки переключателей 18 и 19 на соответствующие позиции (по табл. 1 и 2) °

Все однополярные режимы коммутации фаз обеспечиваются при приложе нии к шине 21 единичного логического потенциала, При этом по стробирующим входам запираются все мультиплексоры 15 второй группы и на их выходах устанавливаются нулевые потенциалы. Это приводит к запиранию усилителей 5 мощности второй группы. В результате этого коммутация фаз осуществляется относительно первого источника 4 питания силовой части и нулевой шины 9 по выходным сигналам мультиплексоров 14 первой группы.

Переход от одного однополярного режима к другому осуществляется с помощью переключателей 18 и 19.

Для создания раэнополярных режимов коммутации к шине 21 прикладывается нулевой логический потенциал е

Это приводит к включению в процесс функционирования устройства также мультиплексоров 15 второй группы и усилителей 5 мощности второй группы.

Переход от одного разнополярного режима к другому осуществляется с помощью переключателей 18 и 19.

Во всех режимах коммутации поступЛение импульсов на шину 11 приводит к переключению разрядных выходов счетчика 10 и соответствующих адресных входов мультиплексоров 14 и 15.

Благодаря этому происходят поочередная передача потенциалов, присутствующих на их информационных входах, и соответствующие переключения усилителей 2 и 5 мощности. Это создает определенные циклограммы коммутации фаз шагового двигателя (табл. 1 и 2, фиг, 2-5).

В связи с тем, что адресные входы мультиплексоров управляются от старших разрядов счетчика !О, то в определенных режимах работы коммутация фаз двигателя осуществляется не в каждом также поступления импульсов на шину 11, а через один или через три такта (табл, 1 и 2, фиг, 2-5). Это позволяет обеспечить неизменность средней скорости вращения двигателя при переходе с одного режима на другой.

Реверсирование устройства производится изменением логического потенциала на шине 12, 1431030

Пр едлагаемое устр ойство позволя ет обеспечить все возможные однополярные и разнополярные, симметричные и несимметричные режимы коммутации фаз реверсивного четырехфазного шагового

5 двигателя с активным ротором.

Формула изoбp ет ения

Устройство для многорежимного управления четырехфазным шаговым электродвигателем, содержащее источник питания логической части, первую группу из четырех усилителей мощности, общая шина которых соединена с первым источником питания силовой части, соединенным с нулевой шиной, реверсивный двоичный счетчик с шинами тактирования, реверса и установки в нулевое состояние, первую группу из четырех мультиплексоров с входами стробирования, двумя адресными и четырьмя информационными входами, выходы которых соединены с входами соот- 25 ветствующих усилителей мощности первой группы, логический элемент 2ИЛИ и две шины выбора режима коммутации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения любых разнополярных симметричных и несимметричных режимов коммутации, дополнительно введены вторая группа из четырех мультиплексоРов с двумя адрес- 35 ными и четырьмя информационными входами, вторая группа из четырех усилителей мощности, соединенный с их общей шиной второй источник питания силовой части другой полярности, ло- 40 гический элемент 2И-НЕ, первый и второй трехпозиционные переключатели режимов коммутации, а реверсивный двоичный счетчик выполнен четырехразрядным, причем выходы усилителей мощности второй группы соединены с выходами соответствующих усилителей мощности первой группы, входы усилителей мощности второй группы соединены соответственно с выходами мультиплексоров второй группы, адресные входы мультиплексоров первой и второй групп объединены между собой и соединены с третьим и четвертым разрядйыми выходами реверсивного двоичного счетчика, первые два разрядных выхода которого соединены соответственно с выводами первых позиций первого и второго переключателей режимов коммутации, выводы вторых позиций первого и второго переключателей соединены с источником питания логической части, а выводы их третьих позиций — с нулевой шиной источников питания, выводы переключающих контактов первого и второго переключателей соединены соответственно с входами элементов 2И-НЕ и 2ИЛИ, входы стробирования мультиплексоров первой группы соединены с нулевой шиной источников питания, первый, второй, третий и четвертый информационные входы соответственно первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров первой группы соединены с выходом элемента 2И-НЕ, их второй, третий, четвертый и первый информационные входы соединены соответственно с первой шиной выбора режима коммутации, их четвертый, первый, второй и третий информационные входы соединены с выводом переключающего контакта первого переключателя, входы стробирования мультиплексоров второй группы соединены с второй шиной выбора режима коммутации, второй, третий, четвертый и первый информационные входы соответственно первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров второй группы соединены с выходом элемента 2ИЛИ, их третий, четвертый, первый и второй информационные входы соединены с источником питания логической части, а остальные информационные входы мультиплексоров первой и второй групп соединены с нулевой шиной источников питания.

l 4 3 i 030

Т а б л и ц а 1 (однополярные режимы) Положения переI ключателей Порядок коммутации фаз

")8"

")9"

l8.3

19.3

+1 — +2 — +3 — +4 — +1—

19.2

18.3

+1, +2 — +2, +3 +3, +4 - +4, + i — )+1, +2 — «

18.3

19. 1

+1 — » +1, +2 — +2 — +2, +3 +3

+3, +4 — » +4 — +4, +1 — +1

19.2

+4, +1, +2 -«+1, +2, +3 — «+2, +3, +4

+3, +4, +1- +4, +1, +2 — ...

18.3

+4, +1 — +4, +1, +2 — +1, +2 — «+1, +2, +3-«+2, +3 - +2, +3, +4- +3, +4—

+3, +4, +1 — +4, +1

18.3

19.1

Т а б л и ц а 2 (разнополярные режимы) Порядок переключения фаэ

Положения переключателей

"19"

lt ) 8 lI

+2 -3 -4 +3 -1 -4 — «+4 -1 -3) I ) ° I )

+1,, -2, -3- +2, -3, -4—

19.2

+1, +2) -3, -4 +2, +3, -4, -1 - +3)

+4, -) ° -2 +) I +4) 2) 3 +)) +2)

-Э, -4 -

19. 2

18.2 19.3

+1) 3 ° 4 +2) 1 ° 4 +3) -1) -2»

+4 -2 -1- +1 -3 -4 - ...

) ° °

+1, -3 — +2, "4 — +3, — 1- »4) -2»+), -3--...

19.3

18.3

+1, -3, -4 — +Z, -3, -4 — +2, -1, -4 — +3, -1, -4 — +3, -1, -2 — +4)

-1, -3 — +4, -2, -1 - +1, -2, -3

+1 -3 -4...

° ) 19.1

18. 2

19. 1

18. 3

+1 -3,— +1, +2, — 3, +" +3 .-4

° ). ) +4 -1 -2 - +4 -2

S I

-3 +1, -3

4 + 4».

+3 — 1 +3

I 1 — +1, +4) -2, 143! 030

Продолжение табл. 2

Порядок переключения фаз

Положения переключателей

"19"

It 1 Я!Ф

19.1

18.1 8.1

+1» 3 +1) 3» 4 — +1» +2 ° -3) -4-

+2, -3) -4 — +2, -4 - +2) -1, 4 +2) +3) 4 ° "1 +3) -1» 4 — +3, -1 - +3, -1, -2 +3) +4,-1, -2-» +4, -1, -3 — +4, -2 4)

-2, -1-)» +1, +4, -2,-3) +1 2»

-3 +1, -3

З4

1431030

+1,+2

1431030

+1+7;З.-а

+1-3;4

+1 +Ф,-Р7--3-4

+7 - l-4

+3, +4- f.- 7

+3-l-7 +3 +Л фиг. Я

Составитель В,Алфимов

Редактор И.Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 5349/54

Тираж 584 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