Устройство управления группой шаговых двигателей Советский патент 1985 года по МПК H02P8/40 

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к управлению шаговыми двигателями.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности многодвигательного электропривода.

На чертеже показана функциональна схема устройства для двухдвигательно привода.

Устройство содержит источник 1 импульсов, элемент ИЛИ 2 и цепь 3 задержки, последовательно включенные одновибратор 4, дифференцирующий элемент 5 и схему 6 совпадения.

В каждом канале управления привод включены последовательно ключи 7 и 8 распределители 9 и 10 импульсов шаговые двигатели (ЩЦ) 11 и 12 с импульсными датчиками 13 и 14 положения на валу. Датчики соединевы с входами триггеров 15 и 16. К выходам распределителя 9 подключены дифферен1щрующие элементы 17-19, связанные через элемент ИЛИ 20 с входом дополнительного триггера 21. Выходы.триггеров 15 и 21 через элемент И 22 связаны с управляющим входом ключа 7. Второй вход триггера 15 соединен с выходом схемы 6 совпадения, а второй вход триггера 21 - с выходом датчика 13 положения. Канал управлений шаговым двигателем 12 выполнен аналогично и содержит дифференцирующие элементы 23-25, элемент 1ШИ 26, дополнительный триггер 27.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 15, 16, 21 и 27 устанавливаются в положение, обеспечивающее наличие управляющих потенциалов на входах схем 22 и 28 совпадения. В этом случае ключи 7 и 8 оказываются открытыми. От источника 1 поступает управляющий сигнал. Он проходит через схему ИЛИ 2, открытые ключи 7 и 8 на распределители 9 и 10, а также запускает одновибратор 4, длительность входных импульсов которого : меньше величины временного интервала между импульсами источника 1. При нормальной работе распределителей их внутреннее состояние синхронно изменяется на единицу. Например, появляются управляющие потенциалы на входах дифференцирукяцих элементов 17 и 23. Последние формируют на своих выходах импульсы, проходящие через элементы Р1ПИ 20 и 26 на первы входы триггеров 21 и 27. Указанные триггеры изменяют свое состояние, управляющие потенциалы с их выходов исчезают, схемы И 22 и 28 запираютс закрывая ключи 7 и 8.

Через определенное время, значительно меньшее времени отработки ЩЦ импульса управления, с выхода цепи задержки через схему ИЛИ 2 на входы ключей 7 и 8 поступают на импульсы, дублирующие первый импульс. Так как ключи уже закрыты, этот импульс на входе распределителей импульсов 9 и 10 не проходит.

После отработки двигателями 11 и 12 управляющего сигнала на выходе датчиков 13 и 14 положения появляются импульсы, опрокидывающие триггеры 15, 16, 21 и 27. При этом упраляющий потенциал на вторых выходах триггеров 15 и 16 исчезает, но появляется на первых выходах указанных триггеров. Ключи 7 и 8 остаются разомкнутыми, а схема 6 совпадения подготавливается к прохождению импульса с элемента 5, формируемого по заднему фронту сигнала одновибратора 4. Как только этот импульс появляется, он приходит через схему 6 и поступает на входы триггеров 15 и 16, устанавливая их в исходное состояние. Управляющий потенциал поступает с выходов триггеров на входы элементов И 22 и 28, схемы отпираются и отпирают ключи 7 и 8. Схема готова к отработке следующего импульса управления от источника 1.

Пусть теперь очередной импульс управления от источника 1 переключает распределитель 9 и не переключает распределитель 10, т.е. происходит сбой в одном из каналов управления. В этом случае по переднему фронту перепада потенциала дифференцирующий элемент 18 формирует импульс, поступающий через элемент 20 на вход триггера 21. Триггер переключателязапирает элемент И 22 и, соответственно, ключ 7

Затем на выходе элемента 3 задержки формируется сигнал,Поступающий через элемент ИЛИ 2 на закрытьй 7 и открытьм 8 ключи. Импульс поступает на вход распределителя импульсов 10, Если этот импульс приводит к срабатыванию распредели3

теля 10, то формируется импульс, приводящий к срабатыванию триггера 27 и запиранию элемента И 28 и ключа 8. После отработки ЩЦ им- , пульсов управления сигналы с датчиков 13 и 14 переключают триггеры 15, 16, 21 и 27, одновибратор 4 вырабатывает импульс, который проходит через элемент 5, схему 6 совпадения и устанавливает триггеры 1 и 16 в исходное состояние. Ключи 7 и 8 отпираются, схема готова к дальнейшей работе.

Если же дублирующий импульс от цепи 3 задержки не приводит с срабатыванию распределитель 10, то ЩЦ 12 не отрабатывает шага , а Щ 11 - отрабатывает. После отработки шага датчик 13 формирует импульс, переключающий триггера 21 и 15. Со второго выхода триггера 15 отпирающий сигнал на вход схемы И 22 не поступает, ключ 8 открыт. Так как триггер 16 не срабатывает и не подает разрешающее напряжение на схему совпадения 6, то импульс одновибратора 4 через нее не проходит.

Следующий импульс управления от источника 1 отрабатывается только

84066 , 4

распределителем 10. Если он срабатывает, то по цепи дифференцирующий элемент - элемент ИЛИ 26 -. триггер 27 - элемент И 28 запирается ключ 8 и дублирующий импульс от элемента задержки не отрабатывается .

После отработки ЩЦ. 12 шага датчик 14 вьфабатьшает импульс,

10 переключанщий триггера 16 и 27. Сигнал с элемента 5 проходит через схему 6 совпадения и приводит устройство в исходное состояние. Схема готова к отработке следующего импульса от источника 1.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет существенно повысить вероятность синхронной работы всех приводов в

20 любом такте.управления. Это повышает быстродействие многодвигательного привода. Аппаратурная реализация устройства существенно не усложняется. Так как ключи 7 и 8 открыты

25 практически только на время прохождения импульсов управления на распределители, а остальное время закрыты, то это повьш1ает помехозащи-о щенность привода по входным цепям, что приводит к повышению надежности.

т t

г.

- J

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ. ГРУППОЙ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее источник импульсов, последовательно соединенные с ним одновибратор, дифференцирующий элемент и схему совпадения, а также связанные с выходом источника импульсов каналы управления по числу двигателей, снабженных импульсньми датчиками положения ротора, причем каждьй канал управления включает последовательно соединенные ключ и распределитель импульсов, а также триггер, входы которого соединены с датчиком положения и выходом схемы совпадения, один выход соединен с входом схемы совпа. дения, а другой выход связан с управляющим входом ключа, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности, в него дополнительно введены подключенная к выходу источника импульсов цепь задержки, соединенный с ней одним входом элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к источнику импульсов, а выход - к входам ключей всех каналов, в каждый из канаi лов введены подключенный через дифференцирующие элементы к выходам (Л распределителя элемент ИЛИ, связанный с ним входом дополнительньй триггер, второй вход которого подключен к датчику положения, и элемент И, выход которого подключен к управляющему входу ключа, а входы - к выходам обоих триггеров. 00 о а Од