Устройство для управления шаговым двигателем

 

О П И -С "А Н-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

404I70

Союз Советское

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 02р 5/16

Заявлено ОЗ.V.1971 (№ 1653763/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 27.III.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 621.313.13-13,3.3-57 (088.8) Авторы изобретения

В. Г. Дубинин и П. В. Дербенев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к бесконтактным системам автоматики и электропривода и может быть использовано для управления щаговыми двигателями.

Известны устройства для управления шаговыми двигателями, содержащие спусковое устройство, дифференцирующую цепочку с диодом, транзисторный генератор с магнитной связью — генератор Роэра со схемой управления, первая выходная обмотка которого соединена с ключевым усилителем, подключенным к обмотке шагового двигателя.

Однако известные устройства сложны и обладают недостаточными функциональными возможностями.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение функциональных возможностей.

Для этого схема управления генератором

Роэра выполнена на трех транзисторах, при этом база первого транзистора подключена к выходу триггера, а эмиттер подключен к базе третьего транзистора и к шине триггера, коллектор первого транзистора через один резистор соединен с источником питания и через другой резистор с базой второго транзистора, эмиттеры второго и третьего транзисторов соединены с общей шиной питания, коллектор второго транзистора через отрапичительный резистор и коллекторную обмотку одного из транзисторов генератора Роэра подключен к источнику питания, а коллектор третьего транзистора соединен с эмиттерами транзисторов генератора Роэра, вторая выходная обмотка которого через дифференцирующую цепочку и диод подключена ко второму входу триггера.

Такое выполнение устройства для управления шаговым двигателем увеличивает ресурс его работы, позволяет получить полные пер10 вые и последние импульсы, обеспечивает простую синхронизацию при резервировании и упрощает согласование схемы управления и выходного усилителя, выполненные на транзисторах разной проводимости.

15 Изобретение пояснено чертежом.

Устройство для управления шаговым двигателем содержит транзисторы 1, 2, 3 схемы управления генератором Роэра, резистор 4 коллекторпой нагрузки, транзисторы 5, 6 генера20 тора Роэра, трансформатор 7 генератора Роэра, резистор связи 8, триггер 9, резистор 10 коллекторпой нагрузки, коллекторную обмотку 11 трансформатора 7, диоды смещения 12, 13, резистор смещения 14, диод смещения 15, 2б резистор смещения 16, базовый резистор 17 генератора, базовую обмотку 18 трансформатора 7, первую выходную обмотку 19 трансформатора 7, ключевой усилитель 20 постоянного тока, обмотку 21 шагового двигателя, 30 вторую выходную обмотку 22 трансформатора

404170

7, конденсатор 23 дифференцирующей цепи, резистор 24 дифференцирующей цепи, диод обратной связи 25, контакт 26 управления возвратом в исходное положение, резистор смещения 27, коллекторный резистор 28.

Устройство содержит схему управления генератором Роэра, выполненную на трех транзисторах 1, 2, 3, которая подключена к выходу триггера 9. Транзисторы 1 и 3 включены по схеме составного транзистора с раздельной коллекторной нагрузкой. Коллекторной нагрузкой транзистора 1 является резистор 4, коллекторной нагрузкой транзистора 3 является генератор Роэра, выполненный па транзисторах 5 и 6 с трансформатором 7, коллекторной обмоткой 11, базовой обмоткой 18, резисторами 17, 28 и выходными обмотками 19 и 22.

К коллектору транзистора 1 через резистор связи 8 подключена база транзистора 2, коллекторной нагрузкой которого я вляется резистор 10 и правая половина коллекторной обмотки 11 генератора Роэра. Диоды 12 и 13 фиксируют запирающее напряжение смещения на базах транзисторов 1 и 3, подаваемое от источника смещения через резистор 14. Диод

15 фиксирует запирающее напряжение смещения на базе транзистора 2, подаваемое через резистор 16.

Выходная обмотка 19 генератора подключена ко входу ключевого усилителя постоянного тока 20, нагрузкой которого является обмотка 21 шагового двигателя. Вторая выходная обмотка 22 через дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 23 и резистора

24, и диод 25 подключена ко второму входу триггера 9. При замыкании контакта 26 через резистор 27 на базу транзистора 1 подается открывающее напряжение смещения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе триггера 9 напряжение равно нулю, транзисторы 1 и 3 закрыты, транзистор 2 открыт за счет протекания базового тока по цепи резисторов 4 и 8, коллекторный ток транзистора 2, протекающий по отраничительному резистору 10 и половине обмотки 11, создает в сердечнике трансформатора 7 магнитный поток +В, (индукция насыщения), тем самым устанавливает сердечник трансформатора в исходное состояние на петле гистерезиса.

При поступлении команды в виде короткого импульса на первый вход триггера 9 происходит переключение триггера (запоминание команды на управление одиночным шагом двигателя) и на выходе появляется высокий потенциал напряжения, открывающий транзистор 1. При открывании транзистора 1 закрывается транзистор 2 и открывается транзистор

3, эмиттеры транзисторов 5 и б генератора Роэра через открытый переход коллектор— эмиттер транзистора 3 подключаются к источнику питания, то есть включается напряжение питания генератора Роэра.

4

Магнитный поток в сердечнике трансформатора 7 начинает изменяться от +Л,, до — В,, в базсвой обмотке 18 наводится напряжение такой полярности, при которой транзистор 5 открывается, а транзистор б закрывается. Ток, протекающий по лево половине коллекторной обмотки 11, наводит в выходной обмотке 19 импульс напряжения отрицательной полярности.

Длительность этого импульса определяется параметрами трансформатора и величиной напряжения питания генератора. Отрицательный импульс напряжения, наведенный в выходной обмотке 19, открывает ключевую схему усилителя 20 и подключает обмотку 21 шагового двигателя к источнику питания, двигатель срабатывает и делает один шаг.

По окончании формирования первого импульса происходит переключение транзисторов генератора — транзистор 5 закрывается, транзистор б открывается.

Дифференцирующая цепочка нз K0нденсатора 23 и резистора 24 создает по переднему фронту импульс отрицательной полярности, который замыкается на резистор 24, по заднему фронту — импульс положительной полярности, который через диод 25 поступает на второй вход триггера 9 и переключает его.

Транзисторы 1 и 3 закрываются, транзистор 2 открывается, устанавливая рабочую точку сердечника трансформатора 7 снова в точку

+В,- на петле гистерезиса.

Устройство управления вновь готово для приема команды па управление шаговым двигателем.

Для генерации серии импульсов при возврате в исходное состояние устройства, приводимого шаговым двигателем, замыкается контакт 26. К базе транзистора 1 через резистор

27 подключается открывающее напряжение смещения, транзистор 2 закрывается, транзистор 3 открывается, подключая питание генератора Роэра. Генератор формирует импульсы управления двигателем, длительность и частота следования которых определяется параметрами трансформатора и величиной напряжения питания. Генератор работает до тех пор, пока устройство, приводимое шаговым двигателем, не вернется в исходное состояние и не разомкнется контакт 26.

Предмет изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее триггер, дифференцирующую цепочку с диодом, генератор Роэра со схемой управления, первая выходная обмотка которого соединена с ключевым усилителем, подключенным к обмотке шагового двигателя, отличающееся тем, что, с целью упрогцения устройства и расширения функциональных возможностей, схема управления генератором

Роэра выполнена па арех транзисторах, при этом база первого транзистора подключена к выходу тр иггера, а эмиттер подключен к базе третьего транзистора и к шине триггера, кол404170

Составитель В. Кузнецова

Редактор А. Зиньковский Техред Т. Миронова Корректор Е. Миронова

Заказ 623/15 Изд. № 155 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лектор первого транзистора через один резистор соединен с источником питания и через другой резистор — с базой второго транзистора, эмиттеры второго и третьего транзисторов соединены с общей шиной питания, коллектор второго транзистора через ограничительный резистор и коллекто"ну.о сбмстк" одного из транзисторов генератора Роэра подключен к источнику питания, а коллектор третьего транзистора соединен с эмиттерами транзисторов генератора Роэра, вторая выходная обмотка которого через дифференцирующую цепочку и диод подключена ко второму входу триггера..