Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем Советский патент 1988 года по МПК H02P8/00 H02P8/20 

i4

СО

со

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в шаговых электроприводах исполнительных автоматизированных устройств. С целью повьшения надежности в частотном диапазоне вплоть до частоты приемистости в устройство для управления шаговым двигателем, содержащее шину 1 тактовых импульсов, шину 4 реверса, элемент НЕ 2, два D-триггера 8 и 9, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и 7 и соединенные с фазами двигателя усилители мощности 11-14, подключенные к выходам D-триггеров 8 и 9, введены третий П-триггер 3, третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и элемент 2И-НЕ 10 с новой совокупностью связей. Повышение надежности обеспечивается за счет блокировки прохождения через элемент 2И-НЕ 10 первого тактового импульса после подачи сигнала реверса, 1 ил. (О (Л

JUUL

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в шаговом электроприводе исполнительных автоматизированных устройств.

Цель изобретения - повьш ение надежности при работе с реверсом на частотах, близких к частоте приемистости. ; На чертеже предста.влена блок-схема iустройства для управления четырех- фазнымi шаговым двигателем.

Устройство содержит шину 1 такто- вых импульсов, соединенную с входом :элемента НЕ 2, выход которого под- :ключен к входу синхронизации D-триг- гера 3, шину 4 реверса, соединенную с информационным входом D-триггера 3, :шину 4 реверса, соединенную с информационным выходом D-триггера 3 и первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ. ИЛИ 5-7, причем выходы элементов ИСКЛЙЬ ,ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и 7 соединены с информаци- онными входами D-триггеров 8 и 9. Входы синхронизации последних объединены и подключены к выходу элемента 2И-НЕ 10, первый вход которого соединен ;с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, :второй вход которого подключен к ин- :версному выходу D-триггера 3, а вто- ;рой ВХОД элемента 2И-НЕ 10 соединен с :шиной 1 тактовых импульсов. Четыре усилителя 11-14 мощности нагружены на соответствукяцие обмотки шагового двигателя 15, причем вход первого усилителя 11 мощности соединен с пря - мьгм выходом D-триггера 8, инверсный выход которого подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и входу третьего усилителя 12 мощности, а вход четвертого усилителя 14 мощности соединен с инверсным выходом D-триггера 9. Прямой выход последне- го подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и входу второго усилителя 13 мощности.

Устройство работает следующим образом,

С шины 1 тактовые импульсы через элемент НЕ 2 поступают на вход синхронизации D-триггера 3. При этом с приходом первого проинвертированного тактового импульса по его положитель- фронту уровень потенциального сигнала на шине 4 реверса, определяющий направление вращение шагового двигателя, записывается в триггер 3,

Q Q

5

0

5

благодаря чему на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 присутствуют потенциальные сигналы противоположных уровней, обуславливающие на его выходе единичный уровень, который не препятствует прохождению тактовых импульсов с шины 1 через элемент 2И-НЕ 10 на входы синхронизации первого В и второго 9 D-триггеров.

.Пусть, например, эти триггеры после включения устройства установились в нулевое состояние, а на шину 4 реверса подан потенциальный сигнал высокого уровня (логическая единица). Тогда на входы первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИДИ 6 будут поданы потен- циальнЪ е сигналы противоположных уровней, а на входы второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 - одинакового уровня, тем самым информационном входе первого триггера 8 присутствет логическая единица, а на информационном входе второго триггера 9 - логический нуль.

С приходом первого тактового импульса на входы синхронизации обоих триггеров 8 и 9 по его положительному фронту в первый триггер 8 записывается уровень логической единитгы и подтверждается нулевое состояние второго триггера 9, на информационный вход которого, однако, после действия первого тактового импульса с выхода второго элемента ИСКЛЮЧАЮВ1ЕЕ ИЛИ 7 поступает логическая единица, перепи- сьгоаемая во второй триггер 9 по положительному фронту второго тактового импульса, в то время как единичное состояние первого триггера 9 подтверждается этим импульсом.

По положительному фронту третьего тактового импульса изменяется состояние только первого триггера 8 с единичного на нулевое, что обуславливает появление нулев.ого уровня на выходе элемента 7. Этот уровень записьшает- ся во второй триггер 9 четвертым тактовым импульсом и тем самым оба триггера 8 и 9 возвращаются в исходное положение (нулевое).

Циклы переключений 1100 первого триггера 8 и 0100 второго триггера 9 в дальнейшем повторяются. Сигналы с выходов триггеров 8 и 9 через усилители 11-14 мощности поступают на обмотки шагового двигателя 15, обеспечивая вращение его вала в прямом направлении.

При подаче сигнала реверса, т.е. при изменении уровня потенциального

сигнала на шине 4 реверса с единичного на нулевой.на обоих входах третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 появляются сигналы одинакового (нулевого) уровня и тем самым на выходе этого элемента уровень сигнала также изменяется на нулевой, что приводит к запиранию элемента 2И-НЕ 10, Отпирание этого элемента происходит только после восстановления единичного уровня на выходе элемента 5, т.е. после переключения третьего триггера 3 по положительному фронту первого проиннертированного тактовог импульса, пришедшего после сигнала реверса, в результате чего на входы синхронизации первого 8 и второго 9 триггеров поступают только второй последующие тактовые импульсы после

подачи сигнала реверса.

Блокировка прохождения через элемент 2И-НЕ 10 первого тактового импульса после подачи сигнала реверса обеспечивает минимально необходимьш останов шагового двигателя и надежную отработку режима реверса в частотном диапазоне вплоть до частоты приемистости.

При поступлении тактовых импульс на входы синхронизации первого 8 и второго 9 триггеров после изменения сигнала на шине 4 реверса с единичного уровня на. нулевой первый 8 и второй.9 триггеры благодаря изменен сигналов на выходах элементов 6 и 7 переключаются (начиная, например, с нулевого состояния) соответственно в циклах 0110 и 1100, обеспечивая вращение вала шагового двигателя в обратном направлении. При повторном изменении сигнала на шине реверса указанная блокировка прохождения через элемент 2И-НЕ 10 первого тактового импульса повторяется.

0

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает по сравненшо с прототипом более высокую надежность функционирования благодаря тому, что в режимах реверса в- частотном диапазоне вплоть до частоты приемистости существенно снижена вероятность выпадания из синхронизма и неуправляемого движения объекта, приводимого в действие шаговым двигателем. Формула изобретения

Устройство для управления четы- g рехфазным шаговым двигателем, содержащее шину тактовых импульсов, шину реверса, соединенную с первыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых;.. подключены к информационным входам соответственно первого и второго D-триггеров прямой выход второго D-триггера соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ и усилители мощности, соединенные входами с выходами D-триггеров, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности при работе с реверсом на частотах, близких к частоте приемистости, введены элемент 2И-НЕ, третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и третий D-триггер, информационный вход которого подключен к шине реверса, вход синхронизации посредством элемента НЕ соединен с тиной тактовых импульсов, первый вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с шиной реверса, второй вход - с инверсным выходом третьего D-триггера, выход- с первым входом элемента 2И-.НЕ, второй вход которого подключен к шине тактовых импульсов, выход - к входам синхронизации первого и второго D-триггеров, а инверсный выход первого D-триггера соединен с вторым , входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

5

0

5

0

5