Системи та схеми керування кроковими двигунами без зворотного зв’язку драйвера та контролери крокових
Однією з найбільш важливих проблем при використанні ШД є розробка систем керування без зворотного та зі зворотним зв'язком за положенням ротора. У цьому розділі розглянуто системи управління без зворотного зв'язку.
5.1. Система управління
Проста система керування для ШД показана на схемі рис. 5.1.
Мал. 5.1. Схема системи управління ШД: 1 – логічний блок; 2 – комутатор; 3 – двигун; 4 – вхідний контролер.
Для зручності пояснення вона розділена на дві частини, ШД у прикладі чотирифазний на рис. 5.1 а представлена частина системи управління від логічного блоку до двигуна.
Сигнал керування, що приходить на логічний блок, забезпечує подачу сигналу керування на комутатор, сприяючи тим самим переміщенню ротора двигуна на один крок. Напрямок обертання визначається логічним станом входу, тобто. Н-рівень для обертання за годинниковою стрілкою та L-рівень проти годинникової стрілки. У деяких випадках застосовуються логічні блоки з вихідним сигналом, що не залежить від напрямку. Якщо один инкремент руху здійснюється за крок, то на схемі рис. 5.1 а представлена вся система управління. Але якщо кроків два або більше, перед логічним блоком необхідно поставити ще один пристрій для створення відповідного інкременту ланцюжка вхідних імпульсів. Цей пристрій називається вхідним контролером (рис. 5.1 б). У складних випадках функцію вхідного контролера виконують такі електронні пристрої, як мікропроцесори, які генерують ланцюги імпульсів для прискорення або уповільнення руху оптимальним чином. У гол. 5 будуть розглянуті елементи логічних блоків, а потім пристроїв комутаторів та вхідних контролерів. УВисновок наведено приклад використання мікропроцесора у схемі управління без зворотного зв'язку.
5.2. Логічні блоки системи керування
Логічний блок - це логічна схема, яка керує послідовністю збудження обмоток відповідно до надходження вхідних імпульсів. Зазвичай логічний блок складається з регістру зсуву та логічних схем (функцій) таких, як НЕ-І, НЕ-АБО і т.д. В даний час як регістр зсуву застосовують універсальні схеми. Однак для конкретних цілей можна сконструювати необхідний логічний блок підбором відповідної інтегральної мікросхеми, що реалізує тригер з логічним входом, що спрацьовує на зворотному фронті сигналу управління (тригери JK-FF), і логічних схем. Базисні функції схем та тригерів наведено на рис. 5.2.
Мал. 5.2. Логічні блоки та їх функції
Тригер JK-FF реалізує функцію, що задається таблицею і виконується тоді, коли на вхід * надходить сигнал Н. Якщо на вхід * надходить сигнал L, то на виході буде сигнал L, а на Q - Н. Тому замість складання логічного блоку з набору Відповідних інтегральних мікросхем можна використовувати універсальні логічні блоки, розроблені для ШД.
Розглянемо кілька типів логічних блоків, які з інтегральних мікросхем з транзисторно-транзисторной логічної схемою (TTL), виготовлених за КМОП - технології.
5.2.1. Двофазне керування чотирифазним двигуном.
Для випадку без зазначення напрямку обертання ротора простий логічний блок можна побудувати лише двома тригерами JK-FF, як показано на рис. 5.3.