4.1 Блок управления торможением двигателя.
Естественное торможение:
Рассчитаем время работы и торможения. В данном случае двигатель тормозится только моментом сопротивления:
Т. е. в процессе торможения вал двигателя сделает 21 полных оборотов и повернётся ещё на 5,26 радиана (301,5°).
Алгоритм работы: у двигателя после 20 шагов необходимо отключить питание на время tT, после которого необходимо подать питание на обмотки, соответствующие ближайшее фиксированное положение вала на данный момент и зафиксировать его.
Искусственное торможение:
В данном случае двигатель тормозится моментом сопротивления и тормозным моментом, создаваемым самим двигателем. МТ = 2,3 Н*м.
Т. е. в процессе торможения вал двигателя сделает 8 полных оборотов и повернётся ещё на 1,74 радиана (99.7°).
Алгоритм работы: у двигателя после 12 шагов необходимо совершить реверс на время tT, после которого необходимо подать питание на обмотки, соответствующие ближайшее фиксированное положение вала на данный момент и зафиксировать его.
Принципиальная схема для торможения представлена ниже:
Рис. 4.5
В схеме для торможения (Рис. 4.5) имеются два таймера, собранных на двух логических элементах, резисторе и конденсаторе. Схема таймера и диаграмма работы представлена на рисунке ниже:
Рис. 4.6
Расчёт таймеров:
Для естественного торможения: tT = 1,7 с. (t=2T; T=2RC)
С1 = 1 мкФ, R1=4,25 кОм.
Для искусственного торможения: tT = 0,65 с.
С2 = 10 мкФ, R2 = 16.25 кОм.
Описание разработанного устройства:
Рассмотрим принцип действия естественного торможения. При поступлении сигнала на естественное торможение (Рис. 24) счётчик DD17 отсчитает 20 импульсов. После прохождения 20-го импульса с генератора импульсов ГИ на элементе DD3:А появится логическая единица, поступающая на таймер, представленный на элементах DD6:A, DD6:B, резисторе R1 и конденсаторе С1; принцип работы такого таймера представлен на рисунке 25. Также логическая единица с DD3:А устанавливает в единицу RS-триггер DD7:A. Логический ноль с инверсного входа RS-триггера поступает на элементы DD15:C и DD15:D, тем самым снимая сигнал на вращение вперёд либо назад, в зависимости от того, что было включено. Так как на В или Н отсутствуют сигналы, то подача напряжения на обмотки прекращается, начинается естественное торможение двигателя. После прохождения ещё 8 импульсов с ГИ на выходе элемента DD4:А появится логический ноль, который поступает на вход DD1:A, ставя тем самым на самоблокировку элемент DD4:А. После того таймер отсчитает 1,7 секунды, на выходе DD6:B появится логический ноль, который поступит на вход DD19:А. На выходе DD19:А появится логическая единица, которая сбросит триггер DD7:A, а также установит в единицу RS-триггер DD7:B. Таким образом, появится сигнал на В или Н в зависимости от того что было выбрано, а также будет поступать постоянный сигнал на ГИ, после чего не будет происходить дальнейшее переключение обмоток и ротор будет находиться в фиксированном положении.
При поступлении сигнала на искусственное торможение счётчик, представленный на трёх D-триггерах DD18:B, DD9:A , DD9:B, DD10:A, отсчитает 12 импульсов. После 12-го импульса с генератора импульсов ГИ на элементе DD2:D появится логическая единица, поступающая на таймер, представленный на элементах DD8:D, DD12:A, резисторе R2 и конденсаторе С2. Также логическая единица с DD2:D установит в единицу RS-триггер DD13:A.
Пусть происходило вращение вперёд, то есть В=1, Н=0. После 12-го импульса с ГИ на выходе DD11:B – 1, DD11:C – 1, DD14:A – 1, DD14:B – 0, DD15:A – 0, DD15:B – 1, DD16:A – 0, DD16:B – 1. Следовательно, произойдёт переключение на направление вращения двигателя. После того таймер отсчитает 4,67 секунды, на выходе DD12:А появится логический ноль, который поступит на вход DD12:В. На выходе DD12:B появится логическая единица, которая сбросит триггер DD7:A, а также установит в единицу RS-триггер DD7:B. Таким образом, будет поступать постоянный сигнал на ГИ, после чего не будет происходить дальнейшее переключение обмоток и ротор будет находиться в фиксированном положении.