Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем Советский патент 1989 года по МПК H02P8/00 

ресные входы которых соединены с раз - рядными 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 табл., 1 ил.

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.

1

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена блок-схема распределителя импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем.

Распределитель содержит реверсивный двоичный счетчик 1, соединенный тактовым входом (С) с шиной тактовых импульсов, входом разрешения счета (V) - с шиной управления, а входом для задания направления счета (Ј1) - с шиной реверса. Выход младшего разряда счетчика 1 подключен к первым (младшим) адресным входам первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 мультиплексоров, вторые (старшие) адресные входы которых объединены и подключены к входу старшего разряда счетчика 1, первый информационный вход первого 2, второй информационный вход второго 3, третий информационный вход третьего 4 и четвертый информационный вход четвертого 5 мультиплексоров объединены и соединены с шиной питания Eh, второй информационный вход первого 2, третий информационный вход второго 3, четвертый информационньй вход третьего 4 и первый информационный вход четвертого 5 мультиплексоров объединены и подключены к шине выбора режима коммутации . (шина Режим), третий и четвертый информационные входы первого 2, первьй и четвертый информационные входы второго 3, первый и второй информационные входы третьего 4, второй и третий информацион- ные входы четвертого 5 мультиплексоров 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.

0

5

0

5

0

5

0

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 их, 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 фаз шагового двигателя. Зависимость потенциалов на выходах распределителя от потенциальных сигналов на шине выбора режима коммутации и шине реверса приведена в таблице.

Из таблицы видно, что при подаче потенциального сигнала высокого уровня (логической единицы) на шину выбора режима коммутации предлагаемый распределитель обеспечивает четырехтактную парную коммутацию фаз шагового двигателя, в то время как потенциальный сигнал низкого уровня (логический нуль) на атой шине обу- славливает четырехтактную коммутацию с поочередным включением обмоток шагового двигателя. При изменении потенциала на шине реверса распределитель по следующему тактовому импульсу обеспечивает формирование обратной послгдовательности выходных сигналов, причем подача сигнала реверса не вызывает пропуск .или отработку лишних шагов.

При подаче потенциального сигнала запрета счета на шину управления iсчетчик 1 останавливается, сохраняя на своих выходах записанный ранее код,благодаря чему обеспечивается фиксированная стоянка шагового двигателя без потери информации.

Если в данном режиме на шину стробирования распределителя подать запрещающий 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 возобновлении движения, т.е. подаче низкого потенциала на шину стробировани и сигнала разрешения счета на шину управления, шаговый двигатель начинает отработку шагов из того же положения, 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 повышает КПД устройства в целом при одновременном

облегчении теплового режима других блоков привода (блока питания, уси- лителей мощности, самого шагового двигателя).

Q 5 0

5

0

0

5 0

5

Б 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 одно- но 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 выполнен на одной микросхеме 564 ИЕ11 (реверсивный двоичный счетчик со сбросом, входом разрешения счета и выходом для задания направления счета) и двух микросхемах 564 КП1, каждая из которых содержит в одном корпусе два мультиплексора вида 4:1 с общими адресными входами и стробированием.

Формула изобретения

Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащий двухразрядный двоичный счетчик, с входами тактовым и разрешения счета, отличающийся 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 информационный 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

информационный вход третьего и первый информационный вход четвертого мультиплексоров объединены для соединения с шиной выбора режима коммутации, третий и четвертый информационные входы первого, первый и четвертый информационные входы второго, первый и второй информационные входы третьего, второго и третий информационные входы четвертого мультиплек1 (Четырехтакт- 1 ная парная)

О(Четырехтактная поочередная)

соров объединены и подключены к. общей шине, первые адресные входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом младшего разряда двухразрядного двоичного счетчика, вторые адресные входы мультиплексоров объединены и подключены к выходу старшего разряда двухразрядного дво ичного счетчика, содержащего вход для задания направления счета.

OJ

10

11

00

01

00

11

10

01

00

10

01

00

11

00 01 10

11

00

11

01

0о

JО

11

1О

оо

01

11

1О

оо

оо

01

1О

оо

1О

01

оо

оо

1О

0.

1 1 о о о 1 1 о о о 1 о о о о о 1

о о

о о 1 1

о 1 1 о о 1 1 о о о 1 о о о 1 о