Устройство для многорежимного управления @ -фазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электрического привода, и может быть использовано для дискретного управления M-фазным шаговым двигателем с перестраиваемыми режимами коммутации. Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации. Устройство содержит M элементов 3...6 ИМПЛИКАЦИЯ, M элементов ИЛИ 7...10, шину 15 выбора режима коммутации, дешифратор 2, задатчик 1 кода. Обеспечиваются режимы коммутации с различной скоростью движения, переход с одной скорости на другую без ложных движений, а также снижение энергопотребления при числе одновременно включаемых обмоток более двух. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 P 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628139/24-07 (22) 29.12.88 (46) 07,10.90. Бюл. М 37 (72) В.Н. Лебедев и О,К. Лебедева (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1083321, кл, Н 02 P 8/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1511845, кл. Н 02 P 8/00, 08.12.87. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ m-ФА НЫМ ШАГОВЫМ

ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электрического привода, и может быть использовано для

„„59 1598100 А1 дискретного управления m-фазным шаговым двигателем с перестраиваемыми режимами коммутации, Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации. Устройство содержит m элементов ИМПЛИКАЦИЯ 3 — 6, m элементов

ИЛИ 7 — 10, шину 15 выбора режима коммутации, дешифратор 2, задатчик 1 кода. Обеспечиваются режимы коммутации с различной скоростью движения, переход с одной скорости на другую без ложных движений, а также снижение энергопотребления при числе одновременно включаемых обмоток более двух, 1 ил.

1598100

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

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для многорежимного управления m-фазным шаговым двигателем.

Устройство содержит задатчик 1 кода управления с К выходами, К-разрядный дешифратор 2 с 2 выходами, m элементов

ИПМЛИКАЦИЯ 3 — 6, m элементов ИЛИ 7 — 10, m элементов И-НЕ 11 — 14, шину 15 выбора режима коммутации. Выходы эадатчика кода 1 управления соединены с соответствующими входными разрядами дешифратора 2, четные выходы (О, 2, 4, 2m-2) которого по кольцевой схеме соединены с входами n-ro (n=1, 2, З,...,m) и (n+1)-го элементов И вЂ” НЕ

11 — 14, включая и соединение входов перво го 11 и m-го 14 элементов И-НЕ. Например, первый выход дешифратора 2, обозначенный "0", соединен с входами первого 11 и второго 12 элементов И-НЕ. Третий выход дешифратора 2, обозначенный "2", соединен с входами второго 12 и третьего 13 элементов И-НЕ. Аналогично соединены и другие четные выходы дешифратора 2, включая и последний четный выход, обозна. ченный "2> — 2", который соединен с входами первого 11 и m-ro 14 элементов И-НЕ.

Нечетные выходы дешифратора 2 (1, 3, 5,...,2m-1) по порядку соединены с инверсным входом и-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ

3-6 и первым входом (и+1)-го элемента ИЛИ .7-10, включая соединение указанных входов m-ro элемента ИМПЛИКАЦИЯ 6 и первого элемента ИЛИ 7. Например, второй выход дешифратора 2, обозначенный "1", соединен с инверсным входом первого элемента ИМПЛИКАЦИЯ 3 и первым входом второго элемента ИЛИ 8. Четвертый выход дешифратора 2, обозначенный "3", соединен с инверсным входом второго элемента

ИМПЛИКАЦИЯ 4 и первым входом третьего элемента ИЛИ 9. Аналогично соединены и другие нечетные выходы дешифратора 2, включая и последний нечетный выход, обозначенный "2m-1", который соединен с инверсным входом m-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ 6 и с первым входом первого элемента ИЛИ 7. Выход и-го элемента

ИМПЛИКАЦИЯ соединен с входами п-го, {и+1)-ro и (n+2)-ro элементов И-НЕ 11-14, включая соединения входов(в-1)-го. m-го 14 и первого 11 элементов И-НЕ, а также соединение входов m-го 14, первогр 11 и второго 12 элементов И вЂ” НЕ, Например, выход первого 3 элемента ИМПЛИКАЦИЯ соединен с. входами первого 11, второго 12 и третьего 13 элементов И вЂ” Н Е. Выход второго элемента ИМПЛИКАЦИЯ 4 соединен с входами второго 12, третьего 13 и четвертого элементов И вЂ” НЕ. Аналогично соединены и остальные выходы элементов ИМПЛИКАЦИЯ с входами элементов И вЂ” НЕ. Выход n-ro элемента ИЛИ 7 — 10 соединен с входом n-ro

10 элемента И вЂ” НЕ 11 — 14.

Устройство работает следующим образом.

С выходов задатчика кода управления на входы дешифратора 2 поступают коды управления, которые могут изменять свое значение по выбору на каждом последую15 щем шаге либо на двоичную единицу, либо на двоичную двойку, либо на двоичную тройку и т.д. При этом на соответствующем входному коду выходе дешифратора 2 устанавливается нулевой логический потенциал, который поступает либо на вход соответствующего элемента ИМПЛИКАЦИЯ или ИЛИ, либо на входы соответствующей пары элементов И вЂ” НЕ. Прохождение выходного сигнала дешифратора 2 через эле20

25 менты ИМПЛИКАЦИЯ 3 — 6 или 7 — 10 определяется логическим потенциалом на шине 15 выбора режима коммутации. Так, если на шине 15 установлен потенциал ло30 гической единицы, то на выходах m элементов ИМПЛИКАЦИЯ 3-6 устанавливаются логические сигналы, соответствующие их

35 входному сигналу, а на выходах m элементов ИЛИ 7 — 10 — сигналы, равные логической единице. Если же на шине 15 установлен потенциал логического нуля, то на выходах

m элементов ИМ ПЛ И КАЦИЯ 3 — 6 устанавливаются потенциалы, равные логической единице, а на выходах m элементов ИЛИ 7 — 10 устанавливаются логические сигналы, соответствующие их входному сигналу. Поэтому появление на входе любого элемента И вЂ” НЕ

11 — 14 потенциала, равного логическому нулю, вызывает на его выходе потенциал логической единицы, что соответствует подключению фазной обмотки шагового

45 двигателя ментов И вЂ” НЕ, что позволяет подключать одновременно три фазные обмотки шагового двигателя. Выход каждого из m элементов ИЛИ 7-10 подключен к входу только одного элемента И-НЕ 11-14.

Это позволяет подключать одну фазную обмотку шагового двигателя. А четные выходы дешифратора 2 подключены к входам пары элементов И-НЕ 11-14, что позволяет

50 Выход каждого из m элементов ИМПЛИКАЦИЯ 3-6 подключен к входам трех эле1598100 подключать одновременно две фазные обмотки шагового двигателя. Поэтому такое включение элементов И вЂ” НЕ 11 — 14 позволяет получить семь режимов коммутации, при которых используются возможности задатчика 1 кода управления и управления шиной

15 выбора режима коммутации. Например, для четырехфазного шагового двигателя режимы коммутации следующие:

1)... — 1-1-2-23-3-34-4-41-1-... 2)... — 12-123-23-234-34-341-41-412-12-...

3)... — 1-2-3-4-1;., 4)... — 12-23-34-41-12-...

5)... — 123-234-341-412-123-...

6)... — 1-23-4-12-3-41-2-34-1-...

7)... — 12-234-41-123-34-412-23-341-12-...

Для меньшего или большего числа фаз шагового двигателя, чем четыре, характер режимов коммутации сохраняется, но соответственно уменьшается или увеличивается число тактов коммутации и число подключенных фазных обмоток. Из приведенных режимов следует, что пункты 1 и 2 схожи по характеру движения, имеют одну цену шага, но различаются лишь числом подключаемых фаз. Аналогично схожи пункты 3 — 5, 6 и 7, где цена шага другая, соответственно увеличенная в два и три раза по отношению к цене шага пунктов 1 и 2.

Так как в каждой из этих трех групп режимов коммутации и рисутствует вкл ючение одинакового числа фазных обмоток шагового двигателя (одна, две и три), то оказывается возможным изменение цены шага движения с любого шага без совершения ложного движения или оперативное управление энергетическими характеристи-. ками шагового двигателя путем изменения логического потенциала на шине 15, При установке тактовой частоты, удовлетворяющей частоте приемистости шагового двигателя на режимах пункта 6 или 7, становится возможным управление шаговым двигателем с электронной редукцией скорости.

Режимы пунктов 1 и 2 соответствуют малой скорости движения (1 скорость), режимы пунктов 3-5 — средней скорости движения (II скорость), режимы пунктов 6 и 7— большой скорости (И! скорость). Переход с одной скорости движения на другую осуществляется при помощи задатчика 1 кода управления; Возможность оперативного управления энергетическими характеристиками шагового двигателя позволяет в статиток, т.е. если включены три фазные обмотки, 5 то путем установки на шине 15 потенциала логического нуля происходит отключение

50 ческом режиме уменьшать энергопотребление до минимально возможного значения для конкретного включения фазных обмокрайних фазных обмоток подключенной группы, а остается подключенной только одна центральная. Если же включены две фазные обмотки, то изменение логического потенциала на шине 15 не приводит к меньшему числу подключенных фаз, сохраняя их включение прежними..

Таким образом, изобретение позволяет осуществлять многорежимное управление шагового двигателя с любым числом фаз, исключить ложные движения при этом управлении как в статическом, так и в динамическом режимах. Кроме того, изобретение позволяет изменять цену шага или осуществлять электронную редукцию скорости движения, а также управлять энергетическими характеристиками шагового двигателя.

Формула изобретения

Устройство для многорежимного управления m-фазным шаговым двигателем, содержащее К-разрядный дешифратор, с 2m выходами, m элементов И вЂ” HE, выходы которых предназначены для соединения с входами усилителей мощности, задатчик кода управления с К выходами, соединенными с соответствующими входами дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации, введены m элементов ИМПЛИКАЦИЯ, m элементов ИЛИ и шина выбора режима коммутации, прямые входы m элементов ИМПЛИКАЦИЯ и вторые входы m элементов ИЛИ объединены и соединены с шиной выбора режима коммутации, каждый четный выход дешифратора О, 2, 4,...,2m — 2 по кольцевой схеме соединен с входом и-го (n=1, 2, 3, ...m) и с входом (и+1)-го элементов

И-НЕ, каждый нечетный выход дешифратора 1, 3, 5, „., 2m — 1 по кольцевой схеме соединен с инверсным входом и-ro элемента

ИМПЛИКАЦИЯ и первым входом (n+ 1)-го элемента ИЛИ, выход каждого и-го элемента ИМПЛИКАЦИЯ соединен по кольцевой схеме с входами п-го, (и+1)-го и (п+2)-го элементов И-НЕ, выход и-го элемента ИЛИ соединен с входом n-ro элемента И вЂ” НЕ.