SU1642579A1 - Способ старт-стопного управлени шаговым двигателем и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретени  относ тс  к электротехнике , в частности к электрическим приводам шаговых двигателей систем управлени  и регулировани . Цель изобретени -экономи  электроэнергии. Способ состоит в том, что вх при очередном подключении обмоток на каждом шаге к источнику питани  и уменьшении тока после выполнени  половины шага дополнительно отключают все обмотки на врем  сто нки, а при отклонении ротора от фиксированного положени формируют импульс тока коррекции в об мотках, включенных на последнем шаге. Устройство содержит генератор 6 импульсов, вырабатывающий импульсы различной длительности на двух выходах, RS-триггер 7, управл емый по сигналам импульсного датчика 5 с двум  выходами, на которых по вл ютс  сигналы окончани  шага и полушага, и логические элементы, обеспечивающие прохождение импульсов с одного из выходов генератора 6 на входы усилителей 3. 2 с. п. ф-лы, 3 ил. Ё

Description

О

ь

N:

CJ

v

ч:

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

Цель изобретени  - экономи  электроэнергии .

Реализаци  способа рассматриваетс  на примере работы устройства.

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 -диаграмма его работы; на фиг, 3 - циклограмма работы импульсного датчика.

Устройство содержит распределитель 1, группу элементов И 2, группу усилителей 3, соединенных с шаговым двигателем 4, импульсный датчик 5, генератор 6 импульсов , RS-триггер 7, два элемента ИЛИ 8, 9, два элемента И 10, 11, инвертор 12, формирователь 13.

Вход распределител  1 и вход S триггера 7 объединены и  вл ютс  входом устройства (фиг. 1). Выходы распределител  1 подключены к первым входам группы элементов И 2, выходы, последних - к входам группы усилителей 3, выходы усилителей 3 - к обмоткам шагового двигател  4, с осью которого жестко соединен импульсный датчик 5, имеющий два выхода - А и В. Выход А, соответствующий устойчивому положению ротора, подключен через инвертор 12 к первому входу элемента И 11 и - через формирователь 13 - к первому входу элемента ИЛИ 8. Выход В датчика 5, соответствующий повороту ротора на половину шага, соединен с входом R триггера 7. Пр мой выход Q триггера 7 подключен к второму входу элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с первым входом элемента И 10, выход последнего - с первым входом второго элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом элемента И 11. Инверсный выход Q триггера 7 соединен с вторым входом элемента И 11, третий вход которого подключен к первому выходу генератора б импульсов, второй выход генератора б соединен с вторым входом элемента И 10, а выход элемента ИЛ И 9 - с вторыми входами группы элементов И 2.

Устройство работает следующим образом .

Дл  примера предположим, что в устройстве управлени  шаговым двигателем с чередованием парного включени  обмоток (фиг. 1) приход щий на вход импульс должен произвести смену управлени ; если до него двигатель управл лс  включением обмоток Ф1 и Ф2 (фиг. 2), то с его приходом - обмотками Ф2 и ФЗ. Импульсный датчик дает сигналы на выходах А и В в соответствии с циклограммой, представленной на фиг. 3,

В предварительно установленном в исходное состо ние устройстве положение двигател  4 соответствует положению выходов распределител  1, а выход Q триггера 7

обнулен.

По первому входному импульсу распределитель снимает сигнал управлени  обмоткой Ф1 и подает сигнал на включение обмотки ФЗ двигател  4 (фиг. 2). Одновре0 менно входной импульс переключает триггер 7. На выходе Q по вл етс  сигнал, который проходит через элемент ИЛИ 8 на элемент И 10 и разрешает прохождение импульсов с второго выхода генератора 6 че5 рез элемент ИЛИ 9 на вторые входы группы элементов И 2.

Обмотки Ф2 и ФЗ двигател  4, определ емые кодом распределител  1, подключаютс  к источнику питани  с частотой,

0 определ емой вторым выходом генератора 6. Ротор двигател  4 начинает поворот под действием среднего тока в обмотках. При этом исчезает сигнал на выходе А импульсного датчика 5, который пока никакого вли5  ни  на работу устройства не оказывает.

Таким образом формируют ток, создающий максимальный момент на валу двигател .

По прохождении ротором половины ша0 га кратковременно по вл етс  сигнал на выходе В импульсного датчика 5, который переключает триггер 7, чем снимает разрешение на прохождение импульсов с второго выхода генератора 6 в управл ющие цепи

5 обмотки двигател  4 и одновременно разрешает прохождение через элемент И 11 импульсов с первого выхода генератора 6 на управл ющие цепи обмоток двигател  4 (по- | скольку сигнала на выходе А д тчика 5 нет,

0 то на выходе инвертора 12 есть разрешающий сигнал). При этом на группу элементов И 2 поступают с генератора 6 импульсы, формирующие в обмотках более низкое, чем в предыдущем случае, среднее значение то5 ка.

Генератор б может, например, вырабатывать импульсы с одинаковой частотой, но с различной длительностью. Таким образом формируют меньший ток дл  доводки рото0 ра до следующего устойчивого положени . По окончании поворота ротора на один шаг по вл етс  сигнал на выходе А импульсного датчика, который снимает разрешающий сигнал с первого входа элемента И 11,

5 чем запрещает прохождение импульсов с первого выхода генератора б на группу элементов И 2, Обмотки двигател  4 обесточиваютс , и ротор останавливаетс  до по влени  следующего импульса на выходе устройства.

Если в процессе сто ни  реакци  нагрузки воздействует на ротор так, что он начинает отклон тьс  от заданного положени , то при достижении заданного предела отклонени  на выходе А датчика 5 пропадает сигнал и формирователь 13 подает на элемент И 10 сигнал определенной длительности , разрешающий прохождение импульсов с второго выхода генератора б на группу элементов И 2 и далее в управл ющие цепи двигател  4. Сигнала на входе устройства не было, и распределитель 1 сохран ет заданный код на включение обмоток Ф2 и ФЗ.

Поэтому обмотки Ф2 и ФЗ вновь подключаютс  к источнику питани , в них протекает ток, под действием которого ротор возвращаетс  к заданному положению.

Врем  действи  тока коррекции (выходного импульса формировател  13) определ етс  заранее из условий поворота ротора при максимальной нагрузке, и формирователь 13 настраиваетс  на это врем .

Таким образом, способ позвол ет формировать максимальный ток в обмотках двигател  во врем  обработки первой половины шага, а затем снижать его до величины , достаточной дл  отработки второй половины шага и остановки с минимальным колебательным режимом, а также формировать ток коррекции при отклонении ротора двигател  от заданного положени .

После отработки полного шага ток в обмотках отключают и двигатель стоит в фиксированном положении, ротор его ударживаетс  за счет намагниченности самого двигател  и трени  в передаче. Но реакци  нагрузки сдвигает ротор. Когда отклонение ротора составит значительную величину, на выходе А пропадает сигнал с датчика и формирователь 13 формирует импульс дл  создани  тока коррекции, дли- тельность которого достаточна дл  надежного возвращени  ротора в заданное положение. При этом ток коррекции по вл етс  только в тех обмотках, которые были определены распределителем при выполнении последнего шага.

Наличие импульсного датчика с двум  выходами позвол ет не только фиксировать отработку каждой половины шага, но и контролировать величину отклонени  ротора от фиксированного положени .

Отключение двигател  от источника питани  на врем  фиксированного сто ни  дает экономию электроэнергии тем большую, чем ниже частота работы шагового двигател .

Claims (2)

1. Способ стартстопного управлени 

шаговым двигателем, по которому подают номинальный ток в обмотку, соответствующую положению ротора до начала шага, и в обмбтку, смежную с ней по направлению

движени , контролируют прохождение ротором каждой половины шага и после совершени  ротором первой половины шага снижают величину тока в этих обмотках, отличающийс  тем, что, с целью экономии

электроэнергии, по окончании шага обмотки отключают, контролируют положение ротора и при отклонении его от положени  в конце шага подают номинальный ток в обмотки , соответствующие указанному поло-

желию, на врем  устранени  отклонени .

2. Устройство дл  стартстопного управлени  шаговым двигателем, содержащее распределитель, триггер, формирователь, импульсный датчик, группу усилителей, выходы которых соединены с соответствующими обмотками шагового двигател , с осью которого механически св зан импульсный датчик, соединенный выходом с входом триггера, отличающеес  тем, что, с

целью экономии электроэнергии, введены генератор импульсов, два элемента И, инвертор , два элемента ИЛИ и группа элементов И, импульсный датчик снабжен вторым выходом, выходы группы элементов И соединены с входами соответствующих усилителей , первые входы - с выходами распределител , вторые входы - с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам двух элементов И, первый из которых первым входом соединен с выходом инвертора, вторым - с инверсным выходом триггера, третьим - с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к пр мому выходу триггера, а второй - к выходу формировател , вход которого соединен с вторым

выходом импульсного датчика и входом инвертора , а S-вход триггера подключен к входу распределител .

Фиг. 2

Фиг.З