Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электрп-ел- .- ке, а именно к управлению электрически-. машинами Цель изобретения - расии-;е ние функциональных возможностей за CUGT формирования производного закона изменения KOUOCT.I дл, ,c-uiq Угiройс ьо ссД« РЖ , 1Я РрОГрЗММИОьг ЫЙ интерфе Г 1, гергь и 2 и РТОПОЙ 10 торы, Р FiOuon ч блоки 03/ генератор имм 1ьсов 5, регистр 6, управляемый ен тсл . частого г, 8 и второй С snFvcn ь И, рервь,ч 1 i и рторой 12 счетчики , р фаз 1 рограпмирован-ю зчктчЈ Д8ижe лг производится внешним усч- ;,JI/CTBOM несс1-;, ичфсоиаци / о TViv-ртра4 и ;,jx дЕ леь ия в С .,/ 3, -1 11ослр ;s 3ki.i 03- работа G гртзлени.ю дви Могового J.BSITS-олч и осхг .И зггоно ю тпойстйо реализ - v, r:v/i, i о. я с постоянной , внже} и о 1 ье екноп скорогть О 1пг меччо: а-прг 1 ил

С.З:О - ."Ов;.ТСКИ Х

СС .1,"1АЛИСТИ 1Г СКИХ." 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБР .- .;: I--1 1Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777469/07 (22) 08.01.90 (46) 23.11.91. Бюл. И" 43 (71) Ленинградский научно-исследовательский институт точной, механики (72) А.С,Буракевич и Ю,О.Шкадов (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство ССС Р

М 1244781, кл. Н 02 Р 8/00,,1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1365342, кл. Н 02 P 8/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЬ М ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электрптe« -;.-;— ке, а именно к управлению электрически -;л машинами. Цель изобретения — расши".=-ние функциональных воэможностей за сче;

Изобретение относится к элекгротехни— ке, а именно к управлени о электрическими машинами, и может быгь использовано в системах управления промышленным оборудованием, где используется привод на базе шагового двигателя.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей эа с-:.ет формирования произвольного закона двлжения шаГОвоГО двиГа Геля.

На чер Ге>хе приBeд=на функциОHэi ь! .8» схема предлагаемого устройства для управления шаговым двигателем. .Устройство содержит параллельный программируемый интерфейс 1 (ППИ), первый коммутатор 2, первый 3 и второй 4 оперативные запоминаюгцие устройства (ОЗУ), ..U.„, 1693708 Al формирОвэния 0pО :":380: ьногО 3а кона и31 48— нения корости дэи:,;СH!,я. Устройство 00д рж.1т lie.:;-эллел -:..ый програм1гируе..ый интерфе;:„-. 1 нерсь и 2 и второй 10 комм таторы, пер:-ый 3 и норой -l блоки ОЗУ. генератор импульсов 5, регистр 6, управляемый

Делитзn . астоть1 ., и:.ðâûé 8 и второй 9

:-.. 8ме:;.-ы И, первый 1 и второй 12 счетчики

:,;;. ОМ;,твтeT(:Р фа3 1.;; РОГPQf ÙÄP0Ö8НИ0 33i iH8 движени".. Г1роизэодится внешним vcTройством !1vT8!4 3 несения инфсОмации 0

;. зр-..метра>: и рех:. - эх движения в блоки

> 3, - . 100 18:Загс ;/эки ОЗ рабста 00 у Г1 0 -.. в л 8 н и ю д в и.": 3 -" и е м шаГОвоГО д 811 Г 3 . е л я !ГгоСХОДИ! =ВТОНОМНС, С|рОИСТВО р8аЛИ3} ..1, . >;и ь, д : ижен я с пос10яннОи с! ОГюсть 0, движени;. с:-. .pеменнол скорост1ло, Ко:,,т;;0808МЕННО,,:, г. 1аН,18, И 1 ИЛ

-.енератоо импульсов 5. регистр 6, управляемый делитель частоты (УДЧ) 7, первый 8 и второй 9 элементы И. .=. орой коммутатор 10, (-ер-,ыГ1 1 11 и второй 2 счетчики и коммута-ГО;.-.:, аз 13, Ьходами устроиства являются инф: >мационные входы ППИ 1, состоя1цие иэ шин адреса, данных и управляющих сиГ напев. Первый кана", обмена ППИ 1 подключен к первому информационному входу г:еового коммутаTop; 2, второй канал подкл.-с чен к l н форма циск н ы м входам первого

ОЗУ 3, первая 1 ния третьего канала подключена к упр=:вляюгцим входам первого 3 и второго 4 ОЗУ. а вторая — к упрэвляю1цему входу:18090го ксммутатара 2. Четвертый канал обмена ПГ И 1 год.лючен к информац::.,— онным в>;одам второго 03У 4. Второй

1693 06 движения шагового двигателя. Длительность остановки рассчитывается как г|роизведение периода следования импульсов на выходе УДЧ 7, определяемого величиной кода на его установочном входе, на число этих периодов, определяемое кодом, загруженным во второй счетчик 12. Отработка устройством запрограммированной траектории начинается с того, что первый счетчик

11 сбрасывается в нулевое состояние (цепи сброса на чертеже не указаны). Состояние счетчика 11 через первый коммутатор 2 поступает на адресные входы ОЗУ 3, 4, выбирая нулевую ячейку, Пусть движение начинается с разгона двигателя (режим переменной скорости). Тогда на выходах первого ОЗУ 3 формируются соответствующие сигналы, обеспечивающие выполнение этого режима, а на выходах второго ОЗУ 4 появляется код начальной скорости, который через регистр 6 поступает на установочные входы УДЧ 7. На выходе УДЧ 7 появляются импульсы, период следования которых определяется частотой, поступающей на вход

УДЧ 7 с выхода генератора импульсов 5, и коэффициентом деления, заданнык. кодом на установочных входах УДЧ 7. Эти:.мпульсы, период следования которых определяе. время отработки одного шага шаговь:м двигателем, т.е. его скорость, с вы".Oäà УД i 7 через элементы И 8, 9 поступают на вход коммутатора фаз 13. Первый же импульсвыхода управляемого делителя частоть: 7 через первый элемент И 8 и второй кo.: ì .:— татор 10 попадает на счетный вход n8pr o(з счетчика 11 и переключает его в следуюгц=-à:. состояние, которое подается на адресные входы ОЗУ 3, 4. В результате происходит выборка данных из следующей ячейки. При этом, если режим движения с переменной скоростью не окончен, значения сигналов на выходах первого ОЗУ 3 не изменяется, а на установочные входы УДЧ 7 поступ-"8ò новый код скорсстл, в соответствии с которым изменяется период следования импульсов на входе коммутатора фаз 13 и

cKopocTb шаГОвоГО двиГателя, ПО Окончании разгона происходит переход к движению с постоянной скоростью. На последнем шаге. отрабатываемом в режиме переменной скорости, когда скорость достигает требуемой величины, с первого выхода первого ОЗУ 3 поступает сигнал, переводящий регистр 6 в ражим хранения, обеспечивая фиксацию последнего кода скорости на установочных входах УДЧ 7 до окончания режима. УД -) 7 отрабатывает очередной шаг, состояние первого счетчика 11 увеличивается í" "единицу и из следующей ячейки через четвертый выход первого ОЗУ 3 на управляющий

9

25 1 ! с

50 ь-.г о вхол второго коммутатора 10 поступает лo

Гический сигнал, подключающий вход п8реого счетчика 11 к выходу второго счетчика

12. Одновременно на выходах второго ОЗУ

"-. поя"..Js:8òñÿ код перемещения, поступающий на установочные входы второго счет гика 12, а на пятом выходе первого ОЗУ 3— си: нал, записывающий этот код в триггеры счетчика 12 и разрешающий его работу. Импульсы с выхода управляемого делителя частоты 7 поступают на "четный вход второго сче.;-:и.:а 12 и, когда количество этих импуль-.:-..3 сравняется с величиной загруженного кода, на в;-..ходе второго счетчика 12 появится иГ :пул;=, rlåðåêëþ÷àþùèé первый счегчик 11 в -..":еду.ощее состояние. Отработка перемещения -г.м-:: ;=- a, и происходит переход K след, щ у режиму. B режиме кратковременчо, GOT="Hoýêl „ который ссуществляется -акже, как и оежим движения с постоянной скоростью, одновременно с сигналом xpaнения, поступающим на управляющий вход оеГкстра 6, HB первый вход вторОГО зl!8мента И Я с тре. ье О Bblxop8 пе".> всго ОЗ" .3 поступает сигнал уровня логичеolorc 0, Обеспечивая остановку шагового двигателя н» время отработки режима. i(ог 7а будет завершена отр260тка полно! О п8 . еме щенич, с Р ГороГО выхода и -psaro ОЗУ

3 первый вхо первого элемента И 6 постуг:,аеr сигн"- логического "0", запрещаГощий псступление имп; льсов с выхода УДЧ

7 «а Byo,r, ком; татора фаз 13 и первого с етчика 11. Схе;.-.а зависает в этом состоя;:ии и находи1.-.-; нем до тех пор, пока в ОЗУ ;:стройства не записывается кнформа ц: я ; новок . этап; движения шаГоаого дви:-.-1 е П ОГ- .Ч-Н (тЯ 1 в 1 oeqllc Г Л эч(ЪЬ, стройстве лосская Г ибкость уп ра влени.", скоростным Оеж.,:мом шагового двигателя в сочетании с обеспеченлем высокой -очности позиционирования, а также автономность ycrpoйства позволяют использовать е;-о в системах управления самыми разноооразными шаговыми приводами. При этом до,тиГается положительный технико экОно .-лический эффект за счет унификации, роме то;-:, за виси мост ь форм и рова ни я более сло.-..: ых, по сравнению с прототипом, скоростнь:х режимов —:îçâîëÿåò увеличить время "..âòîêîìíoé р" áîòû устройства и тем самым уменьшить суммарное время общения его с внешним устройством. В результате внешнее устройство может обслужлвать большее числа периферийных устройств, что приводит к удешевлению системы управления в целом.

Форм>:ла изобретения

Устоойство для управления шаговым двигателем, содержа цее Генератор, управ1693 708 ляемый делитель частоты, первый коммутатор, первое оперативное заггоминзющее устрОйстВО, регисгр, I!åðïый и второй счетчики, первый элемент И, коммутатор фаз и параллельный программируемый интерфейс с LUèí3ìè адреса, дс!Hных и управ ляющих сигналов, первый «Знал обмена

КОТОРОГО flo)$Ktl IGRBH I< flePBGM",! !/!НфОРМЗЦИОН НОМУ ВХОДУ ПЕРВОГО КОММУT3! 003, ВЬ! (Од которого соединен с адресными Входамк

n8PBOf Î ОПЕОЗТИВНОГО ЗЗПОМИНЗ!ОЩЕГО УСТ ройства, второй канал обмена параллельного - рограммируемого интерфейса

ПОДКЛЮЧЕЧ К ИНФОР)МЗЦИОННЫМ ВлаДЯМ ПЕРВОГО ОпРрзтивнОГО запоминзющеГО устр!ойсТВ3, первая линия третьего канала обмена

ПЗРЗЛЛВЛЬНОГО ПООГРЗММИ!ОУ8/!ОГО »1I- 8Pфакса подк/!ючена ."< уг!рзвляк>(!!6!!у входу первого оперативного зв!г!ОГ!Инзго(цего y:,, . ройства, а вторая -- к управляющему Входу первого коммутатора, второй информациОнный ВхОд котороГО сг»еду! -!ен с выходом первоГО счетчика, п6рвь!Й выход 08рво! G

Оперативно! О ззпоминающеГО устройс l=e соединен с 1/г!равллющим В>(одом регистра, а BTGpo!/I С IepBI»IМ BXG/JOM Первс)ГО элРМВH та И, второй вход которого nopf

Вход упрЗВляеMОГG д"= лvfтеc Г чз!,".òоты (!О):

«л!Очен к !енератор /, з т л и:-. 3:,G (д е e:; . . тем что, с целью Оасш,!GBH!:я Ьу!!!<ц!<Она:!.— ных возмo <ыостеР зз (!чет фо .:Ир(!!;-!i-".i!-.

П!-,Gfi!ЗВО!!/-„ !!! ЗЗКО!-;3 ИЭ1; Е 8 -!И . { ;КОСО/ i

1 !!

Ъ движения, в него введены второе оперативное запоминающее устройство. вторсй к iMмутатор и второй элемент И, при",åM информационные входы второго =-перативного запоминающего устройства соедин =.н ы с выходами четвертого канала обмеH3 параллельного программируемого и:-гтерфейсз, адресные входы второго оперативногo ..".. .оминающего устройства объединены с адресными входами перво О оперативного ззпОмина/ОщеГО ус-,ройствз упрйвляющ(!й

8ГО ВХОД С !/ГрР!ЗВЛЯ!О!Цим ВХОДС!М IBPBQ! 0 оперативного запоминающего устройства, а

ВЫХОДЫ СО8ДИН6НЫ С УСТЗНСЭОЧ !ЫМЕ ВХОДЗми Broporo счетчика и информационными

ВХОДЗМИ Pef!ËGl Ра, ВЫХОДЫ I(ÎTGPof С! ПОД ключены к установочным входам управляемoro делится!я частогь!, тре;кй выход первого оперативного - зпоминающего устpGIIGTB3 соединен с первым в:(GpGM втoporo элемента И, четвертый выход -- с упргвля!Ощим входом второго коммутатора, пятый выход — с управляющим входом второго сче чика, Выход первого элемента И подключен K Второму Входу ВтоООГО элемента И, Г!ЕРВО!"!Ч ИНфОРМЗЦИОННОМУ ВХОДУ В CGPOro

КО/4МУТЗТОРЗ И СЧ(ТНОМ j ВХОДg BTQPQÃG СЧВТ чика, Выход которого соед!!Нен с вторым

И."!фоРЬ. ЗЦИОННЫМ ВХОДОМ BTGPOI КОММУТЗ.; iGP3, ВЫ B,,И! — K „хеrly комм»i!-Зтора фаз

1693708

Составитель В. Алфимов

Техред М.Моргентал Корректор H. Король

Редактор Т. Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4084 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Устройство для управления шаговым двигателем Устройство для управления шаговым двигателем Устройство для управления шаговым двигателем Устройство для управления шаговым двигателем Устройство для управления шаговым двигателем 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приборостроении, робототехнических системах, гибких автоматизированных производствах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе с изменяемой скоростью движения

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

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию электродвигателей с шаговым вращением якоря, и может быть использовано при программном управлении координатными приводами подач металлорежущих станков

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления шаговыми двигателями в системах автоматического управления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления с шаговыми электродвигателями, в частности, в системах программного управления

Изобретение относится к области электротехники и может быть ислользовано в дискретном электроприводе металлорежущих станков

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и мож,ет быть использовано в дискретном приводе с регулированием скорости в широких пределах

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике , к электроприводу, сочетающему дискретную установку ротора заданное положение с ускоренным вращением ротора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых электродвигателях, в электрических машинах, предназначенных для работы в широком диапазоне изменения частоты вращения, в устройствах, в которых необходим большой пусковой момент

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе для управления индукторными электродвигателями, в частности тяговыми вентильно-индукторными электродвигателями

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в исполнительных устройствах различного назначения

Изобретение относится к области электротехники

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах различных механизмов, исполнительных устройствах автоматических систем и др

Изобретение относится к электротехнике, а точнее, к системам управления реактивными индукторными двигателями

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с исполнительными двигателями постоянного тока или с синхронными машинами, работающими в режимах вентильного двигателя или бесколлекторного двигателя постоянного тока. Следящий электропривод (фиг.1) содержит блок (1) задания, сумматоры (2) и (3), блоки (4) и (5) дифференцирования, пропорциональное звено (6), интегральный регулятор (7), пропорциональный регулятор (8), пропорционально-дифференциальный регулятор (9), силовой преобразователь (10), электродвигатель (11) с исполнительным механизмом (12) и датчик (13) положения. Предлагаемый следящий электропривод позволяет получить технический результат - увеличить полосу пропускания частот при отработке гармонического сигнала. 4 ил.

Синхронно-шаговый двигатель повышенного момента относится к электрическим машинам и может быть использован в регулируемом электроприводе. Технический результат заключается в увеличении развиваемого двигателем момента при том же значении питающего напряжения, а также регулировании величины момента, развиваемого двигателем. Каждый полупроводниковый ключ блока управления содержит четыре транзистора, по две пары последовательно-параллельно соединенных. При этом в каждом из полупроводниковых ключей общая точка соединения эмиттера одного транзистора и коллектора другого транзистора одной пары последовательно соединенных транзисторов подключена к началу соответствующей обмотки управления и общая точка соединения эмиттера одного транзистора и коллектора другого транзистора второй пары последовательно соединенных транзисторов подключена к концу соответствующей обмотки управления. Эмиттеры остальных транзисторов подключены к плюсу источника постоянного тока, и коллекторы остальных транзисторов подключены к минусу источника постоянного тока. На каждом такте включены все обмотки управления. 15 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления электродвигателем. Устройство приведения в действие электродвигателя содержит ротор, первое ярмо статора с первой магнитной частью и катушкой возбуждения, второе ярмо статора со второй магнитной частью и катушкой возбуждения, узел обнаружения с четырьмя обнаруживающими элементами для обнаружения положений ротора и контроллер управления переключением катушек возбуждения магнитных частей электродвигателя. Обнаруживающие элементы размещены в положения, обеспечивающие соответствующие углы опережения по фазе от момента времени переключения катушек возбуждения по сигналам определенного обнаруживающего элемента в зависимости от направления вращения. Технический результат состоит в обеспечении устройства управления электродвигателем возможностью устанавливать множество углов опережения по фазе без запаздывания для сохранения синхронизации. 5 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к позиционным электроприводам постоянного тока, и может быть использовано для автоматизации металлорежущих станков, электромеханических роботов, управления рулями ракетных снарядов и в других механизмах систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Задачей изобретения является повышение надежности управления шаговым электродвигателем при воздействии большого количества помех, возникающих в моменты коммутации обмоток электродвигателя. Шаговый электропривод содержит шаговый электродвигатель, каждая фазная обмотка которого подключена к выходным выводам мостового полупроводникового преобразователя, верхние силовые ключи которого, шунтированные возвратными диодами, подключены к первому выводу постоянного напряжения питания, а нижние силовые ключи подключены к первому выводу датчика тока, второй вывод которого соединен со вторым выводом постоянного напряжения питания и с первыми выводами возвратных диодов, вторые выводы которых присоединены соответственно к первому и второму выходным выводам мостового полупроводникового преобразователя, входы управления силовых ключей которого подключены к выходам блока управления, содержащего логический распределитель импульсов управления мостовым преобразователем и узел ШИМ стабилизации тока фазы шагового электродвигателя, состоящий из триггера, на вход синхронизации которого подаются импульсы синхронизации, и компаратора, выход которого подключен к входу сброса триггера, первый вход - к первому выводу датчика тока, а второй вход - к источнику опорного напряжения, при этом в компаратор введен вход стробирования, соединенный с входом синхронизации триггера. 2 ил.
Наверх