Устройство для многорежимногоуправления шаговым электродвигателем
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетсиик
Социалистических
Реслублии
Н 02 P 8/00
Геоударстванньй комитет
СССР
Опубликовано 15.06.81. Бюллетень Ж 22
Дата опубликования описания 15.06.81 до делам нзабретеннХ н открытнХ (53) УДК 621313.13
-133.3:62-83 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. И. Криворук, В. И. Левашов, М. Л. Минц и И. И, S
/ "„ нр-., !
„", 1 1, ° > (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ШАГОВ ЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления щаговыми двигателями в системах числового программного управления приводами металло режу щих станков.
Известно устройство для управления 4-х фазным шаговым двигателем, содержащее реверсивный распределитель импульсов, дешифратор режима коммутации фаз, обеспечивающий режим коммутации, отличный от режима коммутации, обеспечиваемого распределителем, две группы элементов И, первые входы каждой из которых подключены соответственно к шинам поочередной и парной коммутации, элементы ИЛИ вЂ” НЕ и четырехканальный усилитель мощности.
В известном устройстве сигналы с распределителя или дешифратора поступают на входы усилителей мощности в зависимости от сигналов на шинах режима коммутации. Вк.,ючение поочередной или парной коммутации осуществляется подачей разрешающего потенциала на одну из шин режима коммутации фаэ (1 1.) Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные воэможности, обусловленные использованием его только
I для четырехконтактной коммутации с симметричным и несимметричным режимами.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для многорежимного управления шаговым электродвигателем, содержащее источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя шины выбора режима коммутации и реверсивный счетчик с входом выбора коэффициента счета, связанный счетным входом с первь|м входом источника сиг палов управления, а выходами через усилители — с фазами двигателя (2).
Недостатками такого устройства является повышенная сложность, обусловленная большой избыточностью нз-за наличия нерабо гаю2О ших в каждом режиме коммутации кодовых; матриц и регулятора объема реверсивного счетчика, а также низкое быстродействие из-за невозможности перестройки режима коммутации в процессе работы.
838999
Цель изобретения — упрощение и повышение быстродействия устройства
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления шаговым электродвигателем распределитель снабжен преобразователями двоичного кода в унитарный, число которых равно числу фаз двигателя, адресные входы каждого преобразователя подключены к выходам счетчика, задаюшие входы — к шинам выбора режима коммутации, а выходы — ко входам усилителей„причем вход выбора коэффициента счета счетчика соединен со вторым выходом источника сигналов управления.
Такое выполнение устройства обеспечивает работу всех элементов в каждом режиме коммутации, сокращая тем самым избыточность схемы и повышая:; надежность и быстродей4
По следующему управляющему импульсу произойдет отключение первой фазы, затем включение четвертой и т.д.
При поступлении управляющих сигналов (позиция 11) на инверсный вход "-" реверсивного счетчика 3 порядок коммутации фаз изменяется на обратный (фиг. 2, обратный ход).
Изменение сигналов на выходах счетчика
3 и преобразователей 4 для шестифазного двигателя, работающего по алгоритму 2 — 3,; иллюстрируются диаграммами (фиг. 2), где
10 — диаграмма сигнала "Сброс"; 11 — диаграмма сигналов управления на входе распределителя импульсов; 12 — диаграмма сигналов на первом выходе реверсивного счетчика; 13 — диаграмма сигналов на втором выходе реверсивного счетчика; 14 — диаграмствие.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы поясняющие его работу.
Схема устройства (фиг. 1) содержит источник 1 сигналов управления (например интерполятор), распределитель 2 импульсов, включаюший в себя реверсивный счетчик 3, преобразователи 4 двоичного кода в унитарный с задавшими входами 5, подключенными к шинам 6 выбора режима коммутации, и ад- ресными входами 7, подключенными к выходам счетчика 3. Выходы преобразователей 4 подключены ко входам усилителей 8, коммути. руюгцих фазы шагового двигателя 9.
Устройство работает следующим образом .
По сигналу "Сброс (позиция 10 фиг. 2), поступаюшему с выхода источника 1 сигналов управления, реверсивный счетчик устанавливается в исходное состояние, при котором на всех его выходах присутствует логический уровень "0". В соответствии с заданным алгоритмом (например алгоритм
2 -3 для шестифазного двигателя) при таком состоянии реверсивного счетчика 3 и появится логический уровень "1 на выходах преобразователей 1-ой и 2-ой фазы и логический уровень "О ", На выходах преобразователей 3,4, 5,6-ой фаз двигателя
Соответственно через первую и вторую фазы двигагеля протекает ток, остальные— обесточены.
1lo первому управляюшему имяульсу (позиция 11 на фиг. 2), поступаюшему на первый вход "+" реверсивного счетчика 3, на выходе первого разряда появится логический уровень
"1" (позиция 12 фиг. 2); табл. 1 и 21.Потакому состоянию реверсивного счетчика 3 на выходе преобразователя третьей фазы появит. ся логический уровень "1" и через соответствующую фазу двигателя потечет ток. ма сигналов на третьем выходе реверсивного счетчика; 15 — диаграмма сигналов на четвертом выходе реверсивного счетчика; 16— диаграмма сигналов на выходе первого преобраэователя двоичного кода в унитарный;
17 — диаграмма сигналов на выходе второго преобразователя двоичного кода в унитарный; 18 — диаграмма сигналов на выходе третьего преобразователя двоичного ко да в унитарный; 19 — диаграмма сигналов на выходе четвертого преобразователя двоичного кода в унитарный; 20 — диаграмма сигналов на выходе пятого преобразователя двоичного кода в унитарный; 21 — диаграмма сигналов на выходе шестого преобразователя двоичного кода в унитарный.
В табл. 1 приведено изменение состояния сигналов на входах и выходе преобразователя 1-й фазы шестифазного двигателя, работающего по алгоритму 2-3.
В табл. 2 приведено изменение состояний сигналов на входах и выходе преобразователя 2-й фазы шестифазного двигателя, работающего по алгоритму 2 — 3.
В табл, 3 приведено изменение состояний сигналов на входах и выходе преобразователя 6-й фазы шестифазного двигателя, работающего по алгоритму 2-3.
В табл. 4 дано изменение состояний сигналов на входах и выходе преобразователя
1-й фазы пятифазного двигателя с алгоритмом коммутации 2 — 3.
В .табл. 5 приведено изменение состояний сигналов на входах и выходе преобразователя 5-й фазы пятифазного двигателя с алгоритмом коммутации 2 — 2.
В табл. 6 представлено изменение состояний сигналов на входах и выходе преобразователя
5 838999 6
1-й фазы четырехфазного двигателя с алгорит- На фиг. 1 штрих пунктирной линией покамом коммутации 2 — 2. эана связь третьих выходов источника 1 сигРегУлирование объема пересчета реверсивно- палов управления с задающими входами 5 го счетчика 3 осуществляется подачей соответ- преобразователей 4 ° Наличие этой связи и соот1 ствующего кода со второго выхода источника ветственно элементов в источнике сигналов уп1 сигналов управления на вторые входы ре- равления, формирующих сигналы, соогветствуверсивного счетчика 3, регулирующие коэф- ющие требуемому режиму коммутации, позвофициент деления реверсивного счетчика, что ляет автоматически в процессе работы устрой" обеспечивает изменение числа тактов коммута. ства переходить с одного режима коммутации двигателя. !О ции на другой.
Таблица 1
0 0 0 0 0 0 х х. х х х х х х х х х 1 12 х х х х х х x . 1 123
1 0 0 0 -1 х 0 х х х.2 0 0 1 0 х х 1 х х х х х х х х х 0 23
3 0 0 1 х х х 1 х х х х х х х х 0 234
4- 0 1 0 . 0 х х х х 1 х х х х х х х 0 34! 0 х х х х х 1 х х х х х х 0 345
5 0
6 0 1 1 0 x x x х х х 1 х х х х х 0 45
7 0 1 1, 1 х х х х х х х 1 х х х х 0 456
8 1 0 0 0 х х х х х х х х 1 х х х 0 56
9 0 0 1 х х . х х х х х х х 0 х х 1 561
10 1 0 1 0 х х х х х х х х х х 0 х 1 61 х 0 1 612
11 1 0 1 1 х х х х х х,х х х х
Таблица 2
0 0 0 0 0 0 х х х х х х х х х х х 1 12 х х х х 1 123
1 ° 0 0 0 1 х 0 х х х х х х
2 0 0 1 0 х х 0 х х х х х
3 0 0 1 1 х х х 0 х х х х х х х х 1 23 х х 1 234 х х
4 0 1 0 0 х х х х 1 х х х х х х х 0 34
5 0 1 0 1 х х х х х 1 х х х х х х 0 345
838999
Продолжение табл. 2
Задающие входы
Адрес .
ВыАлгоритмы
А2 А. А0 0 ) 2 3 4 5 6 7 Я 9 10 11
xoq
6 0 1 1 0 х х х х х х 1 х х х х х 0 45
7 0 1 1 1 х х х х х х х 1 х х х х 0 456
8 1 0 0 0 х х х х х х х х 1 х х х 0 56
9 ) 0 0 1 х х х х х х х х х 1 х х 0 561
10 1 0 . 1 0 х х х х х х х х х х 1 х 0 61
11 1 0 1 1 х х х х х х х х х х х 0 1 612 х х х х х 0 12
0 0 Р 0 0 1 х х
1 0 0 0 1 х 1 х х х х х х х 0 123 х х х х х х х
2 0 0 1 0 х х 1 х х х х х х х х х 0 23 х х 0 234
3 0 0 1
1 х х х 1 х х х х х х х х 0 34 х 1 х х
0 х х х
4 0 1 0 х х х
5 0 1 0 1 х х х х х 1 х х х х х х 0 345
6 0 1 .1 0 х х t х х х 1 х х х х х 0 45
0 х х х х ) 456
7 0 1 1
1 х х х х х х х
8 1 0 0 0 х х х х х х х х 0 х х х 1 56
9 1 0 0 1 х х х х х х х х х 0 х х 1 561
10 1 0 1 0 х х х х х х х
0 х 1 61 х х х
ll 1 0 1 1 х х х х х х х х х х х 0 1 612
Таблица 4
0 0 0 0 0 0 х х х х х х х х х
123
1 . 0 0 0 1 х 0 х х х х х х х х
2 0 0 0 х х 1 0 х х х х х х
10
838999
Продолжение табл, 4
NP
n/n
Задающие входы
Алгоритмы 2-3
Адрес
Выход
8 9
3 0 0 1 1 х. х х 1 х х х х,х х
4 0 1 0 0 х х x x 1 х х х х х
234
5 0 1 0 1 х х х х х 1 х х х х
345
6 0 1 1 0 х х х х х х 1
0 х х х
7 0 1 1 1 х х х х х х . х 0 х х
8 1 0 0 0 х х х х x x х х 0 х
45!
51?
Таблица 5
Адрес
Алгоритм 2 2
Выход
Задающие входы
lliO и/и
A> A> А! Ао 0 1 2 3 4 „5 6 7 8 9
0 0 0 0 0 0 х х х х х х х х х
1 0 0 0 1 х х х х х х х х х
23
1 х х х х х х х
2 0
0 0 х х
0 х 1 х х х х х х
3 0 0 ! х х
4 0 1 0 0 х х х х 0 х х х х х
5!
12 х х х 0 х
5 0 1 0
6 0 1 1 0 х х х х х
32 х х х х 1 х .x x х х
7 0 1 1 х х х х х. х х 1 х х
8 1 0 0 0 х х х х х х 1 х
0 х х
9 1 0 0 х х х х х х х х х 0
Таблица 6
0 0 0 0 0 0 х . х х х х х х, 1
1 0 0 0 1 х 1 х х х х х х
2 0 0 0 х х 1 0 х х х х
0 34
9 0 0 i х х х х х х х х х 1 1
838999
Продолжение табл. 6
Алгоритм
2 — 2
Задающие входы
0 1 2 3 4 5
Адрес
Выход и/п Аз А А
6 7
3 0 0 1 1 х х х 0 х х х х
4 0 1 0 0 х х х х 0 х х х
5 0 1 0 1 х х х х х 1 х х
6 0 1 1 0 х х х х х х 1 х
7 О 1 1 1 х х х х х х х 0
1 41
1 12
1 23
1 34
Формула изобретения 20
Устройство для многорежимного управления шаговым электродвигателем, содержащее источник сигналов управления, распределитель импульсов, включающий в себя шины выбора режима коммутации и реверсивный счетчик с входом выбора коэффициента счета, связанный счетным входом с первым выходом источника сигналов управления, а выходами ерез усилители — с фазами двигателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, распределитель снабжен преобразователями двоичного .кода в унитарный, число которых равно числу фаз двигателя, адресные входы каждого З5 преобразователя подключены к выходам. счетчика, задающие входы — к шинам выбора режима коммутации, а выходы — ко входам усилителей, причем вход выбора коэффициента счета счетчика соединен со вторым выходом источника сигналов управления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 Авторское свидетельство СССР No 508887, кл. Н 02 Р 7/02, 1973.
2. Луценко В Е. Рубцов В. П. Электропривод с шаговыми двигателями. В кн, Электропривод и автоматизация промышленных установок, т. 6, Итоги науки и техники, 1978,с 46-47.
838999
Составитель 3. Горнии
Техред М. Голинка
Корректор С. Щомак
Редактор М. Недолуженко
Заказ 4471/88
Ю
//
/Г
IУ
М
/, /К
/7
/ !
У .2P /
Тирам 730
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобг, тений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
