Устройство для управления шаговым двигателем

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И IE „„5ва2т

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

1 !

L (51) M. Кл

9 05 В 19/40 (61) Дополнительное к авт, свил-ну— (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2132864/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Государственно1й комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано25.07.77.Бюллетень №27 (53) УДК. 82-50 (088.8) (45) Дата опубликования описания 09.09.77 (72) Авторы изобретения

Б. Г. Киселев, Г. В. Сушенко и Л. И. Гарбацкий (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматики, в частности, в установках цифрового программного управления.

Известно устройство для управления ша- 5 говым двигателем, которое имеет два уровня питаюших напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления шаговым двигателем, содержащее )О коммутатор, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков управления обмотками, к вторым входам которых подключен первый выход первого источника питания, второй выход которого 15 соединен с первымивыходами,обмоток уп.равления двигателя, выходы блоков управления обмотками соединены соответственно с вторыми выходами обмоток управления двигателя, и второй источник пита- gp ния.

В известном устройстве на включенную обмотку шагового электродвигателя с каждым управляюшим импульсом, поступаюшим на устройство, подается дополнитель- 25 но импульсная с оставляюш ая повышенного напряжения.

Дополнительная импульсная составляюшая повышенного напряжения подается на каждую обмотку, которая включена в это время с каждым управляюшим импульсом, поступаюшим на вход коммутатора. Это вызывает значительные пульсации тока в обмотках после того, как форсировка нарастания тока в обмотках в MDMQHT их включения уже ранее была произведена.

Полезной является подача повышенного напряжения на каждую обмотку двигателя только в момент ее включения, когда необходимо резкое нарастание тока в обмотке до номинального значения. Подача по- вышенного напряжения на обмотку, когда ток в ней номинальный, играет отрицательную роль.

Это устройство имеет ряд недостатков: непроизводительно затрачивается энергия, которая идет на нагрев элементов схемы и двигателя; уменьшается момент вращения т развиваемый двигателем, так как с каждым управляюшим импульсом посту) 566242 дающим на коммутатор, повышенное напряжение подается на включаемую обмотку и на ранее включенные обмотки, и врашаюший момент, возникающий при включении обмотки, уменьшается из-за увеличения 5 фиксирующего момента ранее включенных обмоток; увеличивается шум, возникающий ( при работе шагового электродвигателя из-за пульсаций тока в обмотках после достижения им номинального значения, которые выIÎ. зывают паразитпые колебания ротора двигателя; не обеспечивается оптимальная

Форсировка для каждой обмотки, так как обмотки имеют разброс параметров, а время в течение которого подается повышенное !

15 напряжение, определяется напряжением, сни маемым с сопротивления обратной связи, через которое протекают токи одновремене но wr нескольких обмоток; ключ подключе29 ния повышенного напряжения работает в тяжелом режиме, .так как он работает в активной области и через него в момент форсировки протекает суммарный ток всех включенных обмоток, что снижает надежность шагового электропривода; нет галь25 ванической развязки между источником повышенного напряжения и источником, пиI тающим логическую часть, в частности, коммутатор, что снижает помехоустойчи30 вость устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Достигается это тем, что в известном . устройстве для управления шаговым двига35

T8JIBM первый и второй выходы второго источника питания подключены соответственно к третьим входам блоков:управления обмотками и к второму выходу первого источника питания. Кроме того каждый блок

40 управления обмоткой содержит развяэывающий элемент, элемент обратной связи, импульсный трансформатор, пороговый элемент и первый и второй ключи, ".первые выходы которых соединены саответствен45 но с вторым и третьим входами блока,первый вход которого подключен к.второму выходу первого ключа и через последовательно соединенные импульсный трансформатор и пороговый элемент — к второму выходу второго ключа. Выход блока соединен с первым выходом элемента обрат ной связи и через развяэывающий элемент

- с третьим выходом первого ключа, а второй и третий выходы элемента обратной связи подключены соответственно к входу портового элемента и к третьему выходу второго ключа.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления шаговым электродвигателем.

Устройство для управления шаговым электродвигателем. содержит коммутатор 1, блоки 2 — 2" управления обмотками, число которых равно числу обмоток двигателя, первый источник питания 3, второй источник питания 4, обмотки 5 - 5 управИ ления двигателя, первый ключ 6, второй ключ 7, пороговый элемент 8, импульсный трансформатор 9, развязывающий элемент

10, элемент 1 1 обратной связи. Устройство имеет два уровня питающих напряжения — номинальное U (первый источник питания 3) и повышенное У (второй источник., питания 4), причем U2»U

Вторые выводы (плюсовые) источников питания соединены между собой и соединены с обшей точкой соединения всех обмоток управления двигателя. Каждая обмотка управления двигателем подключена к первому источнику питания 3 через развязываюший элемент 10 и первый ключ 6, а к второму источнику питания 4 через элемент обратной связи 11 и второй ключ 7., Вторым ключом 7 управляет пороговый элемент 8, который запускается коммутато-.ром 1 через импульсный трансформатор 9I а управляется напряжением обратной связи по току, снимаемым с элемента 11 обратной связи.

Устройство работает следующим образом. Импульс, поступающий с одного из входов коммутатора 1 на соответствующий блок управления обмоткой, открывает первый ключ 6 и через импульсный трансфор- . матор 9 передним фронтом запускает пороговый элемент 8, который открывает второй ключ 7. Напряжение обратной связи, подаваемое на пороговый элемент 8Iопределя-. ется выражением ос 2 2 Ос ) где R — сопротивление обратной связи. ос

Непосредственно после открытия второго ключа 7 U =Ц

По мере роста тока через обмотку 5 управления шаговым двигателемЦ умень- шается из-за падения напряжения на элементе обратной связи 1 1. При значении ОС =UIOÐ ="2 HOAh OC t где U — напряжение срабатывания поропор гового элемента

3„, - номинальный ток обмотки управления, пороговый элемент 8 возвращается в исходное состояние и закрывает второй ключ 7. Обмотка шагового электродвигателя 5 отключается от второго источника питания 4 (повышенного напряжения) и подключается к первому источнику питания 3

566242

5 (номинального напряжения) . Напряжение обратной связи Ц становится равным и так как Ц задано в пределах пор

U cilJ U то после отключения пор обмотки от второго источника питания 4

U ci Q т.е, повторного срабатывания ос пор r порогового элемента не произойдет, По окончании импульса с коммутатора 1 первый: ключ 6 закрывается и протекание тока через соответствующую обмотку 5 шагового 10 двигателя прекращается.

Использование изобретения позволяет повысить надежность, улучшить динамические и энергетические характеристики работы шагового двигателя. 15

Формула изобретения

1. Устройство для управления шаговым 2I двигателем:„содержащее коммутатор, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков управления обмот- ками, к вторым входам которых подключен первый выход первого источника питания,: 25 второй выход которого соединен с первыми выходами обмоток управления двигателя, выходы блоков управления обмотками соединены соответственно с вторыми выходами обмоток управления двигателя, и второй источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с пелью повышения надежности устройства, в нем первый и .второй выходы второго источника питания подключе;ы соотвеч ственно к третьим входам блоков у,явления обмотками и к второму выходу первого . источника питания.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что каждый блок управления обмоткой содержит развязываюший элемент, элемент обратной связи, импульсный трансформатор, пороговый элемент и первый и второй ключи, первые выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока, первый вход коI торого подключен к второму выходу первого ключа и через последовательно соединенные импульсный трансформатор и по° роговый элемент - к второму выходу второго ключа, выход блока соединен с пер. вым выходом элемента. обратной связи и . через раэвязывающий элемент — с третьим выходом первого ключа, а второй и третий выходы элемента обратной связи подключены соответственно к входу порогового . r элемента и к третьему выходу второго ключа

566242

Составитель А. Лашев

Редактор Е. Гончар Техред А. Демьянова Корректор H. Ковалева

Заказ 2433/33 Тираж 1095 Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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