Системи и схеми за управление на стъпкови двигатели без драйвери за обратна връзка и стъпкови контролери
Един от най-важните проблеми при използването на стъпкови двигатели е разработването на системи за управление без обратна връзка и с обратна връзка за положението на ротора. Тази глава се занимава със системи за управление с отворена верига.
5.1. Система за управление
Проста система за управление на стъпков двигател е показана на диаграмата на фиг. 5.1.
Ориз. 5.1. Схема на системата за управление на стъпковия двигател: 1 - логически блок; 2 - превключвател; 3 - двигател; 4 - входен контролер.
За удобство на обяснението той е разделен на две части, стъпковият двигател в примера е четирифазен на фиг. 5.1 е представена част от системата за управление от логическия блок до двигателя.
Контролният сигнал, идващ към логическия блок, осигурява управляващ сигнал към комутатора, като по този начин улеснява движението на ротора на двигателя с една стъпка. Посоката на въртене се определя от логическото състояние на входа, т.е. H-ниво за въртене по посока на часовниковата стрелка и L-ниво обратно на часовниковата стрелка. В някои случаи се използват логически блокове с независим от посоката изходен сигнал. Ако една стъпка на движение се извършва в една стъпка, тогава в диаграмата на фиг. 5.1, и е представена цялата система за управление. Но ако има две или повече стъпки, тогава трябва да се постави още едно устройство пред логическия блок, за да се създаде верига от входни импулси, съответстващи на нарастването. Това устройство се нарича входен контролер (фиг. 5.1, b). В сложни случаи функцията на входния контролер се изпълнява от електронни устройства като микропроцесори, които генерират импулсни поредици за ускоряване или забавяне на движението по оптимален начин. В гл. 5 ще бъдат разгледани елементи на логически блокове и след това превключващи устройства и входни контролери. INв заключение е даден пример за използване на микропроцесор в управляваща верига без обратна връзка.
5.2. Логически блокове на системата за управление
Логическият блок е логическа схема, която управлява последователността на възбуждане на намотките в съответствие с пристигането на входните импулси. Обикновено логическият блок се състои от регистър за смяна и логически схеми (функции) като NAND, NOR и т.н. Понастоящем универсалните схеми се използват като регистър за смяна. Въпреки това, за специфични цели е възможно да се проектира необходимия логически блок чрез избор на подходяща интегрална схема, която реализира тригер с логически вход, който работи на обратния фронт на управляващия сигнал (тригери JK-FF) и логически схеми. Основните функции на схемите и тригерите са показани на фиг. 5.2.
Ориз. 5.2. Логически блокове и техните функции
Тригерът JK-FF изпълнява функцията, определена от таблицата, и се изпълнява, когато входът * получи сигнала H. Ако входът * получи сигнала L, тогава изходът O ще бъде сигналът L, а Q - H. Следователно, вместо да компилирате логически блок от набор от съответни интегрални схеми, можете да използвате универсални логически блокове, предназначени за стъпкови двигатели.
Помислете за няколко вида логически блокове, състоящи се от интегрални схеми с транзисторно-транзисторна логическа схема (TTL), произведени по CMOS технология.
5.2.1. Двуфазно управление на четирифазен двигател.
За случая без индикация на посоката на въртене на ротора може да се изгради прост логически блок, като се използват само два тригера JK-FF, както е показано на фиг. 5.3.