Устройство для управления шаговымдвигателем

 

CoIo3 Советскнп

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»847483 (61) Дополнительное к авт. свир-ву (22) Заявлемо 26. 10. 79 (21) 2833652/24-07 с присоединением заявки М— (23) П риоритет—

Опублнковамо 15.07.81. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 20.07.81 (51)М. Кд.

Н 02 P 8/00

ВеударстееллЫ1 кемитет

СССР ае делам нзейретелнй н птармтлл (53) УДК 621. 314.

° 58 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.С.Вараник и В.Я.Гусаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫИ ДВИГАТЕЛЕИ

Изобретение относится к электротехнике и может найти широкое применение в электромеханических устройствах технологического оборудования, I содержащего шаговые двигатели, в которых требуется для повьппения средних скоростей перемещения объектов осуществлять минимальный по времени разгон двигателя до частоты, превышающей частоту приемистости данного типа двигателя с последующим снижетпаем частоты при торможении.

Известно устройство для управления шаговым двигателем с программирован-. ным изменением частоты при разгоне и торможении, содержащее коммутатор фаз шагового двигателя и залатчик частоты входных импульсов (13 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления шаговым двигателем с программированным изменением частоты, содержащее коммутатор фаз шагового двигателя и задатчик частоты входных импульсов, имеющий вход управления и включающий управляемый мультивибратор и стабилизаторы тока заряда и разряда конденсатора Ь) .

Недостатком известных устройств является низкое быстродействие, что обусловлено изиенением частоты входных импульсов шагового двигателя по линейному закону, который не является оптимальным.

Цель изобретения — повьппение быстродействия шагового привода.

Поставленная цель достигается тем, что задатчик частоты входных импуль15 сов содержит два логических элемента

2И-НЕ, инвертор и одновибратор, подключенный своим входом ко входу коммутатора, выходом — к первым входам обоих логических элементов 2И-НЕ, соединенных своими вторыми входами со входаии управления непосредственно, другой через инвертор, а выходами соответственно со входами стабилизаторов тока разряда и заряда.

3 с

И вЂ” константы. 4 с

3 847483

Такое выполнение устройства обеспечивает формирование оптимальных законов изменения частоты входных импульсов как при разгоне, так и при торможении шагового двигателя, На фиг,! приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — характеристики элементов, входящих в задатчик входных импульсов.

Устройство (фиг.1) содержит шаговый электродвигатель 1, коммутатор 2 фаз шагового двигателя, управляемый мультивибратор 3, конденсатор 4, стабилизатор 5 тока заряда, стабилизатор 6 тока разряда, вхоч 7 управления,15 логические элементы 2И-HE 8 и 9, инвертор !0 и одновибратор 11, Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход 7,управления логической единицы включается элемент 2И-НЕ и импульсы с одновибратора !1 поступают на вход стабилизатора 6 тока разряда. Стабилизаторы тока заряда и разряда выполняются по известным схемам на транзисторах таким образом, чтобы их включенное состояние соответствовало наличию на входе логического нуля, Скорость заряда и разряда конденсаторов 4 определяется частотой управляемого мультивибра- . тора 3. ф — длительность одновибратора;

С вЂ” емкость конденсатора 4;

После подстановки уравнения (1) в (2) получаем„

60=КУ Ь-К4(„-К„О)4 =К Ь+Кбиж, (3) rpe K =K> K4f 11

К =K4K

К .,К6 - константы.

Закон изменения частоты напряжения на конденсаторе 4 при разгоне = +(,- )(-е "), () где f — начальная частота, с кото 2 рой начинается раз гон, максимальная частота, при которой заканчивается разгон;

К вЂ” константа, определяемая типом электропривода.

Решение (3) имеет вид

К +К О=а ь(7)=К +К О=Кбек (Ю) где К - — постоянная интегрирования, К =ЯК вЂ” константа.

Отсюда

К8 1 ь Кьт — -К, (6)

К, При линейно-спадающей передаточной характеристике управляемого мультивибратора 3 (сплошная линия на фиг. 2а)

Формирование требуемого закона изменения частоты происходит следующим образом.

При подаче на вход 7 управления логической единицы включается элемент 8, и отрицательные импульсы с одновибратора 11, проинвертированные элементом 2И-НЕ 8, поступают на вход стабилизатора 6 тока разряда . При этом напряжение на конденсаторе 4 за йромежуток времени dt изменяется по закону

3 — .Е () ао= — t Bt=k,dt-g где Д вЂ” постоянный ток разряда конденсатора; где К =К /Кь — константа.

Э 8 6

Подставляя (3) в (4) получаем =«К4 " Б) = 1 o- <

40 где К =К K +f — константы.

К„„=К„. К

При линейно-возрастающей передаточной характеристике управляемого мультивибратора (пунктирная линия на фиг.2а)

Формируется аналогичный закон изменения частоты при перемене местами стабилизаторов 5 и 6 тока.

Таким образом, при соответствующем подборе констант формируется экспонвнциальный закон изменения (увеличения) выходной частоты управляемого мультивибратора 3, и осущест вляется программируемый разгон шагового двигателя (фиг. 2 б ).При длительном воздействии сигнала управления на разгон на входе 7 конденсатора

Устройство для управления шаговым двигателем с программированным изменением частоты, содержащее коммутатор фаз шагового двигателя и задатчик частоты входных импульсов, имеющий вход управления и включающий уп- . равляемый мультивибратор и стабилиза20

5 84748 почти полностью разряжается, и это состояние поддерживается необходимое по циклу время.

При необходимости торможения шагового двигателя на вход 7 управле5 ния подается сигнал логического нуля.

При этом элемент 8 отключается, и через инвертор 10 подключается элемент

И 9. Импульсы с одновибратора 11 поступают на вход стабилизатора 5 тока заряда, через который происходит за ряд конденсатора 4 таким же образом и по аналогичному закону, что и при разгоне шагового двигателя 1 (фиг.2 б). !

Формула изобретения торы тока заряда и разряда конденсатора, отличающеесятем, что, с целью повышения быстродействия, задатчик частоты входных импульсов содержит два логических элемента 2И-НЕ, инвертор и одновибратор, подключенный своим входом ко входу коммутатора, выходом — к первым входам обоих логических элементов 2И-НЕ, соединенных своими вторыми входами со входом управления, один непосредственно, другой через инвертор, а выходами соответственно со входами стабилизаторов тока разряда и заряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рубцов В.П. и др. Система цифрового программного управления сверлильным станком. Сб. "Труды МЭИ", вып.20, 1975» с.21-26.

2. Рубцов В.П. и др. Унифицированный шаговый электропривод. Сб. Труды МЭИ", вып.149» 1972, с.19-21 (прототип).

847483 ига

-к (у - )

Я 1-1

Составитель 3. Горник

РеЫактоЯ Ю.Петщ шко Тещ ед З. Чижик Корректор M. Шароши

Заказ 5520/84 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

lt3035, Москва, Ж-35, Рауш кая наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r,Ужгород, ул.Проектная,4

0 И