Коммутатор для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями, эксплуатируемых в непосредственной близости от источников электромагнитных помех. Целью изобретения является повышение надежности путем устранения возможности несанкционированного движения. Коммутатор содержит инвертор 1, элементы И 2, 3, генератор 4 импульсов, двоичный счетчик 5 импульсов, одновибратор 6, D - триггер 7 и распределитель 8 импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 05 В 19/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4458205/24-24 (22) 11.07.88 (46) 23.05.90. Бюл. Р 19 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И.Ленина (72) В.Д.Телегин, В.В.Нижников, И.Н,Рудой и R.И.Лакизо (53) 621.503.55 (088.8) (56) Приборы и техника эксперимента.

-М., 1986, h» 1, с, 66-67.

Авторское свидетельство СССР

9 1471175, кл. G 05 В 19/40, 28.08,87.

„„Я0„„1566327 А 1

2 (54) КОММУТАТОР ДЛЯ )"1РАВЛЕНИЛ ИАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями, эксплуатируемых в непосредственной близости от источников электромагнитчых помех. Целью изобретения является повышение надежности путем устранения возможности несанкционированного движения. Коммутатор с0» держит инвертор 1, элементы И 2, 3, генератор 4 импульсов1 двоичный счетчик 5 импульсов, одновибратор 6, D-триггер 7 и распределитель 8 импульсов. 2 ил.

1566327

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями, эксплуатируемых в непосредственной близости от источников электромагнитных помех, к примеру в условиях машиностроительного производства.

Цель изобретения » повышение надежности путем устранения возможности 1О несанкционированного движения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема коммутатора для управления шаговым двигателем; на фиг. 2 » эпюры напряжений в узловых точках схемы па выходах элементов (позиционное обозначение которых согласно фиг. 1 указа.но в скобках рядом с порядковым номером каждой эпюры напряжений).

Коммутатор содержит инвертор 1, первый 2 и второй 3 элементы И, гене» ратор 4 импульсов, двоичный счетчик

5 импульсов, одновибратор 6, D-триггер 7 и распределитель 8 импульсов °

При выполнении распределителя 8 импульсов в виде многорежимного реверсивного распределителя, обеспечивающего режимы коммутации разных по числу фаз щаговых двигателей и содержащего, к примеру, блок памяти, эле.менты И и реверсивный двоичньпЪ счетчик, на входы управления распредели» теля с входа формирования управляющего слова коммутатора могут подаваться потенциальные сигналы разрешения счета,.выбора коэффициента пересчета, реверса, выбора режима коммутации и включения шагового двигателя.

Коммутатор работает следующим обАО разом, При подаче в момент времени Т1 тактового импульса определенной длительности на тактовьпt вход комму-, татора (эпюры 11, фиг. 2) этот импульс

45 инвертируется инвертором 1 и своим передним фронтом, т ° е. переходом из

О в 1, устанавливает D-триггер 7 в нулевое состояние, переписывая сигнал низкого уровня с информационного входа триггера 7 на его выход, либо под50 тверждает нулевое состояние триггера.

Тем самым на втором входе первого элемента И 2 поддерживается разрешающий сигнал низкого. уровня и тактовый импульс поступает на разрешаю55 щий вход генератора 4 импульсов и вход установки нуля двоичного счетчика 5 импульсов.

По перепаду иэ t в 0 тактового импульса с выхода первого элемента И

2 генератор 4 начинает вырабатывать последовательность импульсов (Лиг. 2, эпюра 13) с частотой, превышающей частоту следования тактовых импульсов и определяемой как контролируемой длительностью тактового импульса, так и емкостью двоичного счетчика 5 импульсов, разрешение на счет которому выдается также flo перепаду из 1 в 0 импульса с выхода элемента 2.

Пусть, к примеру, частота импульсов генератора 4 выбрана таким образом, что в интервале времени, равном длительности тактового импульса, укладывается 7 импульсов, выдаваемых генератором 4, в то время как на выходе двоичного счетчика 5 импульсов, который может быть и выходом переноса, соответствующий импульс появляется после поступления 6 импульсов.на его тактовый вход с выхода генератора 4 импульсов. Тем самым в момент времени Т2 (фиг. 2, эпюра 14) начинает формироваться отрицательный импульс, по переднему фронту которого (по пе репаду из 1 в О) запускается одновибратор 6, вырабатывающий отрицательный импульс (фиг, 2, эпюра 15) с длительностью, превышающей длительность импульса переноса. Поступая с выхода одновибратора 6 íà S-вход D-триггера

7, этот импульс с некоторой задержкой устанавливает триггер своим передним фронтом (перенадом из 1 в О) в единичное состояние.

На втором входе первого элемента

И 2 при этом в момент времени ТЗ (фиг. 2, эпюра 12) устанавливается запрещающий сигнал высокого уровня, поступающий с выхода элемента 2 на разрешающий вход генератора 4 им ульсов и блокирующий его работу. Одновременно по этому сигналу двоичньп счетчик импульсов 5 обнуляется и на его выходе восстанавливается исходный сигнал высокого уровня (фиг..2, эпюра 14). Если при этом длительность тактового импульса не превьппает за данного значения, то в момент времени Т4, т.е. по окончании тактового импульса, на выходе инвертора 1 появляется сигнал низкого уровня. При совпадении этого сигнала с выходным импульсом одновибратора 6 на выходе второго элемента И 3 появляется отрицательньп импульс (фиг. 2, эпюра 17), 5 156 соответствующий тактовому импульсу и поступающий на тактовый вход распределителя 8 импульсов, который обеспечивает заданный режим коммутации обмоток шагового двигателя (не показан) в соответствии с сигналами, поступающими на входы управления распределителя 8 импульсов.

Если длительность сигнала, поданного, например, в момент времени Т5 на тактовый вход коммутатора (фиг. 2, эпюра 11), превышает заданное значеННе, т.е. если этот сигнал является ложным и обусловлен, к примеру, закорачиванием тактового входа на корпус(шину низкого потенциала), то после запуска одновибратора 6 по импульсу переноса в момент времени Т6 формирование отрицательного импульса на выходе одновибратора 6 завершится к моменту времени Т7 (фиг. 2, эпюра 15) до окончания ложного сигнала на тактовом входе коммутатора. Так как при этом второй элемент И 3 сигналом высокого уровня с выхода инвертора 1 закрыт во время действия сигнала низкого уровня на тактовом входе коммутатора, то отрицательный импульс с выхода одновибратора 6 не проходит через второй элемент И 3 на тактовый вход распределителя 8 импульсов, благодаря чему исключается возможность обработки ложного шага.

Отрицательный импульс с выхода одУ новибратора 6 проходит также на установочный вход D-триггера 7 и устанавливает его своим . передним фронтом (перепадом из 1 в 0) в единичное состояние (фиг, 2, эпюра 16), блокируя тем самым работу генератора 4 им ульсов и обнуляя двоичный счетчик 5 импульсов. В дальнейшем генерация импульсов и счетный режим работы двоичного счетчика разрешаются только по приходу следующего сигнала (момент времени Т8, эпюра 11) по тактовому входу коммутатора. Если длительность этого сигнала соответствует заданной длительности тактового импульса, то в момент времени Т9 на выходе второго элемента И 3 появляется отрицательный импульс, соответствующий тактовому и поступающий на тактовый вход распределителя импульсов.

Появление на тактовом входе коммутатора (к примеру, в момент времени

Т10, эпюра 11) ложного сигнала в виде кратковременной помехи обуславливает

61 )7 б

Формула изобретения

Коммутатор для управления шаговым

40 двигателем, содержащий распределитель импульсов, входы управления которого соединены с входами формирования управляющего слова коммутатора, двоичный счетчик импульсов, генератор

45 импульсов, разрешающий вход которого соединен с входом установки нуля двоичного счетчика импульсов, соединенного тактовым входом с выходом генератора импульсов, о т л и ч а ю50 шийся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения возможности несанкционированного дви55

15 переброс D-триггера 7 (эпюра 16) в нулевое состояние, прохождение сигнала помехи через перв(й элемент И, запуск генератора 4 импульсов (эпюра 13) и разрешение счета, однако сама помеха благодаря своему кратковременному характеру блокируется. двоичным счетчиком 5 импульсов, на выходе которого, и тем самым на выходе одновибратора 6 (эпюры 14, 15) продолжает сохраняться сигнал высокого уровня. При этом по окончании каждой помехи двоичный счетчик 5 импульсов обнуляется и пересчитывает каждую вновь поступившую помеху, в т.ч. в составе пакета помех, заново.

Таким образом, предлагаемый коммутатор для управления шаговым дви» гателем обеспечивает,". сравнении с известным более высокую надежпость функционирования, заключающуюся в . том, что коммутатор блокирует прохождение на тактовый вход распределителя импульсов не только кратковременных помех, в т.ч ° в составе пакетов помех, но и ложных сигналов, длительность которых превьппает заданную длительность тактовых импульсов, а также исключает воэможность отработки ложных шагов при закорачивании тактового входа коммутатора на корпус (либо обрыве в случае положительных тактовых импульсов), предотвращая тем самым сбои в работе и возможные аварийные ситуации. жения, в него введены одновибратор, первый и второй элементы ИЛИ, D- триггер и инвертор, вход которого соединен с первым входом первого элемен та И и с тактовым входом, а выход соединен с тактовым входом D †триггера и с первым входом второго элеменб6327

Tg 710

Составитель И,Слинько

Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Редактор В.Данко

Заказ 1221 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

7 15 та И, выход которого соединен с тактовым входом распределителя импульсов, второй вход второго элемента И соединен с выходом одновибратора, соединенного входом с выходом двоичного счетчика импульсов, и -входом а(г)

П(3) м(4 д(е) ю() D-триггера, информационный вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а прямой выход соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с разрешающим входом генератора импульсов.