SU1410266A1

SU1410266A1 - Устройство дл управлени шаговым электродвигателем

Info

Publication number: SU1410266A1
Application number: SU864167142A
Authority: SU
Inventors: Александр Борисович Красовский; Владимир Борисович Баль; Виктор Моисеевич Добромыслин; Шамиль Анверович Шарипов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-07-15

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники, в частности к устройствам управлени шаговыми электродвигател ми , и может быть использовано в электроприводах станков с числовым программным управлением, роботов, ма- .нипул торов и т.д. Цель изобретени состоит в повьппении точности регулировани скорости и положени шагового электропривода. Устройство содержит многоканальный регул тор фазного тока , каждый канал которого включает в себ мостовой усилитель мощности 2, датчик тока 6, задатчик тока 8, аналоговый сумматор 4, релейный элемент 7, блок формировани сигнала реверса тока 9, элементы ИСКЛЮЧАВДЕЕ ИЛИ 11 и 12. Устройство обеспечивает форсированное нарастание и снижение тока обмотки в обоих направлени х с использованием одного датчика тока 6, соединенного с общей точкой схемы. При этом блок 9 разрешает реверс только при нарастании тока, благодар чему предотвращаетс его неконтролируемое возрастание. 1 з.п.- ф-лы, 2 ил. Ф (Л

Description

to

О5

11410266

зобретение относитс к электроли с вт с Sсв хо ИЛ ин ге де 10 ЧА

10

управлени шаговыми двигател ми (ищ), и может быть использовано в электроприводах станков с числовым программным управлением, роботов, манипул торов и т.д.

Целью изобретени вл етс повышение точности регулировани скорости и положени шагового электропривода и упрощение настройки.

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства/ на фиг.2 - временные диаграммы напр жений на выхо- 5 дах элементов и блоков и тока обмотки.

Устройство содержит распределитель импульсов 1 и многоканальный регул тор фазного тока, каждый канал которого включает в себ ключевой усили- 20 тель мощности 2, выполненный по схеме моста, в одну из диагоналей которого включена фазна обмотка 3, втора диагональ подключена к источнику пи- .

тани , аналоговый сумматор 4, встреч- 25 ходе распределител импульсов 1 при- но направленные диоды 5, датчик тока 6, релейный элемент 7 с зоной нечувствительности , задатчик 8 величины тока, блок 9 формировани сигнала реверса тока, первый вход которого 30 св зан с распределителем импульсов

1,второй вход - с выходом релейного элемента 7, а выход св зан с входом инвертора 10 и одним из входов первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, второй вход которого и один из входов второго элемента ИСКЛЮЧАКЖ1ЕЕ ИЛИ 12 св заны с выходом релейного элемента 7, второй вход второго элемента ИСКЛЮЧМ11ЧЕЕ ИЛИ 12 св зан с выходом инвертора 10, выходы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и 12 св заны с- входами ключевого усилител мощности

2.В нулевую шину источника питани включен датчик тока 6, св занный че35

40

45

сутствует логический нуль. В этом случае на выходе релейного элемента 7 - логический нуль. Тогда на выходе элемента 12 устанавливаетс логическа единица, что приводит к открыванию нижнего левого и верхнего правого транзисторов ключевого усилител мощности 2. Ток в обмотке 3 начинает нарастать в положительном направлении . При достижении током величины 1з0,д+ UI/2, где I (лд - требуемое значение тока и - ширина зоны нечувствительности релейного элемента 7, элемент 7 переключаетс , на выходе триггера 15 устанавливаетс логическа единица, сигнал на выходе элемента 12 измен етс на логический нуль, а на выходе элемента 11 - на логическую единицу. Открытые ранее транзисторы закрываютс и открываетс противоположна пара транзисторов . К нагрузке прикладываетс обратное напр жение и ток начинает спадать, происходит рекупераци энергии из обмотки 3 в источник питани , что соответствует отрицательному импульсу напр жени на выходе датчика 6.

рез диод, включенный в пр мом направлении , с суммирующим входом аналогового сумматора 4 и через диод, включенный в обратном направлении, - с вычитающим входом аналогового сумматора 4 и с задатчиком величины тока 8. Кроме того, блок формировани сигнала реверса тока 9 включает в себ инвертор 13, элемент И-НЕ 14, два R-S триггера 15 и 16, элемент ИЛИ 17, элемент задержки 18, причем вход S- триггера 15 через релейный элемент 7 соединен с выходом аналогового сумматора 4, вход R св зан с распреде0

5

0

лителем импульсов 1, а выход св зан с одним из входов элемента И-НЕ 14, второй вход элемента И-НЕ 14 соединен с R-входом триггера 15, а выход - с Sвходом триггера 16, R-вход которого св зан с S-входом триггера 15, а выход с одним из входов элемента ИЛИ 17, второй вход которого через инвертор 13 соединен с S-входом триггера 16, а выход через элемент задержки 18 св зан с входом инвертора 10 и одним из входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что в исходном сос то нии ток в фазной обмотке 3 равен нулю, Задатчик 8 вьщает потенциал, величина которого пропорциональна требуемому значению тока в фазной обмотке 3. При включении устройства триггера 15 и 16 автоматически сбрасываютс в нуль. Кроме того, на вы5 ходе распределител импульсов 1 при- 0

5

0

5

0

5

При достижении током величины 12Р(д-Л1/2 элемент 7 переключаетс вновь, что приводит к смене пол рности прикладываемого к обмотке 3 напр жени и ток начинает нарастать. Таким образом, происходит импульсна

3U

стабилизаци тока в обмотки 3 на заданном уровне.

Изменение направлени тока в обмотке 3 задаетс изменением состо ни распределител импульсов 1..При по влении на выходе распределител импульсов 1 логической единицы измен етс состо ние триггера 1 5 и на его выходе устанавливаетс нуль. При этом устройство работает, по-прежнему стабилизиру ток на заданном уровне в прежнем направлении.

Как только наступит момент изменени потенциала на выходе элемента 7 с нул на единицу, элемент 13 переключаетс , на выходе элемента 14 потенциал измен етс с единицы на нуль, на выходе блока 17 по вл етс единица и с некоторой задержкой и на выходе блока 18 по вл етс единица . Это приводит к смене потенциалов на выходе элементов 11 и 12 на противоположные . В конечном итоге это приводит к смене пол рности напр жени , прикладываемого к обмотке 3, в результате чего ток в ней начинает спадать до нул , а затем нарастать в противоположном направлении со стабилизацией его на заданном блоком 8 уровне описанным способом.

Временные диаграммы работы устройства дл случа , когда команда на реверс тока поступает в момент спада тока в обмотке 3, показаны на фиг.2.

Назначение блоков 13-18 - сдвиг команды на реверс тока на некоторый интервал времени дл предотвращени аварийной ситуации в устройстве, возникающей при их отсутствии, если бы команда на реверс тока от блока 1 пришла в момент его спадани . В этом случае в обмотке 3 вовник бы всплеск тока, ограничиваемый лишь напр жением питани и активным сопротивлением фазной обмотки. Блоки 13-18 задерживают реверс тока до переключени моста на рост тока. Длительность временной задержки, формируема элементом 18, выбираетс минимально возможной при настройке устройства и служит дл исключени совпадени фронтов импульсов, обеспечива Надежную работу устройства.

Предлагаемое устройство благодар наличию одного датчика тока, расположенного в общей шине источника питани , удобно в настройке, обеспечивает меньший уровень пульсаций выход6

ного тока в фазной обмотке 1 Щ и более надежно в работе по сравненшо с известными устройствами. Наиболее эффективно устройство в установках с жесткими требовани ми к амплитуде колебаний их подвижных частей, вызываемых пульсаци ми фазных токов ШД.

Claims

1. Устройство дл управлени шаговым электродвигателем, содержащее распределитель импульсов и многоканальный регул тор фазного тока, каждый канал которого включает в себ ключевой усилитель мощности, выполненный по схеме моста, в одну из диагоналей которого включена фазна обмотка шагового двигател , а втора диагональ подключена к источнику питани , аналоговый сумматор, датчик тока, релейньй элемент, входом св занный с выходом аналогового сумматора , и задатчик величины фазного

тока,

отличающеес тем,

5

что, с целью повьщ1ени точности регулировани скорости и положени шагового электропривода, в каждый канал

0 регул тора фазного тока введены инвертор , два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два встречно направленных диода, блок формировани сигнала реверса тока, первый вход которого св зан с распределителем импульсов, второй вход - с выходом релейного элемента, выход- с входом инвертора и одним из входов первого элемента ИСКПЮЧАЮОЩЕ ИЛИ, второй вход которого и один из вхоQ дов второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с выходом релейного элемента , второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ подключен к выходу инвертора, выходы элементов ИСКЛЮ- . ЧАЮЩЕЕ ИЛИ св заны с входами ключевого усилител мощности, в нулевую , шину источника питани включен датчик тока, св занный через диод, включенный в пр мом направлении с

суммирующим входом аналогового сумматора , и через диод, включенный в обратном направлении, - с вычитающим входом аналогового сумматора, соединенного с задатчиком величины тЪка.

2. Устройство по П.1, отличающеес тем, что блок формировани сигнала реверса тока содержит дополнительный инвертор, эле5