Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коммутаторах шаговых приводов на базе четырехтактных шаговых двигателей. Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей. Распределитель содержит шины управления, тактовых импульсов, реверса, стробирования, выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик 1 и мультиплексоры 2-5, адресные входы которых соединены с разрядными выходами счетчика 1, а выходы используются в качестве выходов распределителя. Расширение эксплуатационных возможностей распределителя достигается благодаря обеспечению двух типовых режимов четырехтактной коммутации, корректного реверса и режимов как фиксированной стоянки, так и стоянки с обесточенными обмотками при сохранении информации о состоянии распределителя. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
2 А1 (l9) (11) (59 4 Н 02 P 8 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;
Щ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4277493/24-07 (22) 06.07. 87 (46) 23.04.89. Бюл. 1". 15 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина (72) В.В.Нижников, И.Н.Рудой,,В.Д.Телегин и В.И.Лакизо (53) 621. 313. 525 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1206950, кл. Н 02 P 8/00, опублик. 1986.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1367127, кл. Н 02 Р 8/00, 1986. (54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЪ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ
УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗНЫМ ШАГОВЫМ
ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коммутаторах шаговых приводов на базе четырехтактных шаговых двигателей. Цель изобретения состоит в расширении зксллуатационнык возможностей. Распределитель содержит шины управления, тактовых импульсов, реверса, стробирования, выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик 1 и мультиплексоры 2-5, ад-, 1474822 ресные входы которых соединены с раэ рядными выходами счетчика 1, а выходы используются в качестве выходов распределителя. Расширение эксплуатационных воэможностей распределителя достигается благодаря обеспечению. Изобретение относится к управле- нию электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе. 5
Цель изобретения — расширение функциональных воэ можно стей.
На чертеже представлена блок-схема распределителя импульсов для управления четырехфазным шаговым дви-. 10 гателем.
Распределитель содержит реверсивный двоичный счетчик 1, соединенный тактовым входом (С) с шиной тактовых импульсов, входом разрешения счета (v) — с шиной управления, а входом дпя задания направления счета ("=1)с шиной реверса. Выход младшего разряда счетчика 1 подключен к первым . (мпадшим) адресным входам первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого
5 мультиплексоров, вторые (старшие) ,апоесные входы которых объединеиы и подключены к входу старшего разряда счетчика 1, первый информационный вход первого 2, второй информационньй вход второго 3, третий информационный вход третьего 4 и четвертый информационньй вход четвертого 5 мультиплексоров объединены и соединены с шиной питания Е„, второй информационный вход первого 2, третий ин. формационный вход второго 3, четвертый информационньй вход третьего 4 и первый информационный вход четвер- 35 того 5 мультиплексоров объединены и подключены к шине выбора режима ком-, мутации. (шина "Режим" ), третий и четвертый информационные входы первого 2, первый и четвертый информационные входы второго 3, первый и второй информационные входы третьего 4, второй и третий информационные входы четвертого 5 мультиплексодвух типовых режимов четырехтактной коммутации, корректного реверса и режимов как фиксированной стоянки, так и стоянки с обесточенными обмотками при сохранении информации о состоянии распределителя. 1 табл., 1 ил, ров объединены и соединены с общей шиной, стробирующие входы мультиплексоров 2-5 объединены и подключены к шине стробирования "Строб", а выходы мультиплексоров 2-5 являются выходами распределителя.Устройство работает следующим образом.
Тактовые импульсы поступают на тактовый вход С реверсивного двоичного счетчика 1 и, если на шину управления подан потенциальный сигнал разрешения счета, то счетчик 1 отсчитывает нх, при этом записываемое в счетчик двоичное число с каждым тактовым импульсом увеличивается или уменьшается на единицу, в зависимости от уровня потенциального сигнала на входе для задания направления счета. При прямом счете, к примеру, на выходах счетчика 1 при начальном нулевом состоянии формируется двоичный код 00- 01;-10-11-00, в то время как при обратном счете двоичный код формируется в следующей последовательности.: 00-11-10-01-00. Этот двоичный код, поступая на. адресные вхо; ды мультиплексоров - 2-5, обуславливает перезапись соответствующих потенциальных сигналов с информационных входов мультиплексоров на их выходы, если на шину стробирования подан разрешающий потенциальный сигнал, например низкого уровня. При этом на выходах I-IV мультиплексоров
2-5 вырабатываются кодовые комбинации, соответствующие режиму коммутации фаэ шагового двигателя. Зависимость потенциалов на выходах распределителя от потенциальных сигналов на шине выбора режима коммутации и шине реверса приведена в таблице.
14 74822
Из таблицы видно, что при подаче потенциального сигнала высокого уровня (ло гической единицы) на шину выбора режима коммутации предлага5 емый распределитель обеспечивает четырехтактную парную коммутацию фаз шагового двигателя, в то время как потенциальный сигнал низкого уровня (логический нуль) на этой шине обу- 10 славливает четырехтактную коммутацию с поочередным включением обмоток шагового двигателя. При изменении потенциала на шине реверса распределитель по следующему тактовому 15 импульсу сбеспечивает формирование
: обратной последовательности выходных сигналов, причем подача сигнала реверса не вызывает пропуск .ипи отработку лишних шагов. 20
При подаче потенциального .сигнала запрета счета на шину управления . счетчик 1 останавливается, сохраняя на своих выходах записанный ранее код,благодаря чему обеспечивается 25 фиксированная стоянка шагового двигателя без потери информации.
Если в данном режиме на шину стробирования распределителя подать запрещамц Ф потенциальный сигнал высокого уровня, то на всех выходах мультиплексоров 2-5, .независимо от уровней сигналов на информационных и адресных входах, появляются сигналы одинакового (нулевого) уровня, обеспечивающие обесточивание обмоток шагового двигателя, причем информация о состоянии распределителя, в т.ч. о направлении движения и режиме коммутации сохраняется и при возоб40 иовлении движения, т, е. подаче низкого потенциапа на шину стробирования и сигнала разрешения счета на шину управления, шаговый двигатель начинает отработку шагов из того же по45 ложения, в котором произошел его останов. Режим стоянки с обесточенными обмотками особенно эффективен в том случае, когда шаговый двигатель должен делать в процессе работы продолжительные остановки без потери информации. В этих условиях данный режим существенно повыпает К?Щ устройства в целом при одновременном облегчении теплового режима других блоков привода (блока питания, уси- лителей мощности, самого шагового двигателя) .
В сравнении с известными техническими решениями предлагаемый распределитель импульсов для управления шаговым двигателем имеет более широкие функциональные возможности, обеспечивая два типовых режима четырехтактной коммутации обмоток шагового двигателя, причем переход от одноно режима коммутации к другому может происходить как при стоянке, так и в процессе движения, и осуществляется путем изменения потенциала на шине выбора режима коммутации. Распределитель обеспечивает, кроме того, корректный реверс шагового двигателя без потери или отработки лишних шагов в режиме реверса, а также режим как .фиксированной стоянки с включенными обмотками, так и стоянки с обеспеченными обмотками, сохраняя при этом информацию о своем последнем .состоянии.
Наряду с широкими эксплуатационными возможностями распределитель характеризуется и .простотой реализации. Он может быть выпблнен на одной микросхеме 564 ИЕ11 (реверсивный двоичный счетчик со сбросом, входом разрешения счета и выходом для задания направления счета) и двух микросхемах 564 KIII, каждая из которых содержит в одном корпусе два мультиплексора вида 4:1 с общими адресными входами и стробированием.
Формула из обретения
Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащий двухразрядный двоичный счетчик, с входами тактовым и разрешения счета, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, дополнительно введены первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры, стробирующие входы которых объединены для подключения к шине стробирования, первый информационный вход первого, второй информационньтй вход второго, третий информационный вход третьего и четвертый информационный вход четвертого .мультиплексоров объединены для подключения к шине питания, второй информационный вход первого, третий информационный вход второго, четвертый
5 1474822 6 информационный вход. третьего и пер- соров объединены и подключены к обвый информационный вход четвертого щей шине, первые адресные входы мультиплексоров объединены для соеди- мультиплексоров объединены и соединения с шиной выбора режима коммута- иены с выходом младшего разряда двух5 ции, третий и четвертый информацион- разрядного двоичного счетчика, втоные входы первого, первый и четвер- рые адресные входы мультиплексоров тый информационные входы второго, объединены и подключены к выходу
1 первый и второй информационные входы старшего разряда двухразрядного дво.. третьего, второго и третий информа- lO ичного счетчика, содержащего вход ционвые входы четвертого мультиплек- для задания направления счета. !
Реверс Такт
Код счетчика 1
Выходы распреде-; лителя
Режим
I II Ш IV
1 (Четырехтактная парная) О (Четырехтактная поочередная) Составитель В,Алфимов
Техред Л.Сердюкова
Корректор М. Васильева
Редактор С.Патрушева
Заказ 1909/55 Тираж 548 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
1 0)
2 10
3 11
4 00
5 01
6. 00
7 11
8 10
9 01
10 00
11 11.
12 10
13 01
14 00
15 ll
16 00
17 01
18, 10
19 11
20 00
1 1 D, О
О 1 О
О О 1 1
О О. 1
1 1 О О
1 О О 1
О О 1 1
О 1 1 О
1 1 О О
1 О О 1
О О О 1
О О 1 О
О 1 О О
1 О О О
О О О 1
1 О О. О
О 1 О О
О О 1 О
О О О 1
1 О О О
