Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем Советский патент 1990 года по МПК H02P8/00 H02P8/20 

ЈЛ Ч

СО

сл

N5 ЬО

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем изменения состояния двигателя при реверсе .

На чертеже представлена структур- ная схема распределителя импульсов. Распределитель содержит шину 1-5 соответственно установки в исходное состояние, реверса, тактирования, вь|бора тактности коммутации и выбора режима коммутации, D-григгеры сложения 6 и вычитания 7, реверсивный счетчик 8, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9.

D-триггеры 6 и 7 соединены своими прямыми выходами с входами соответст- вфнно прямого и обратного счета реверсивного счетчика 8, разрядные выходы которого подключены к одной группе адресных входов ПЗУ 9, другая группа адресных входов которого соединена с шинами установки в исходное состояние 1, реверса 2, выбора тактности 4, третья группа адресных входо подключена к шинам 5 выбора режима коммутации. При этом выходы ПЗУ 9 соединены с R-входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика 8 с усилителями мощности, с входами установки в единичное .состояние D триггеров сложения 6 и вычитания 7, актовые входы которых соединены Q шиной 3, а D-входы подключены к нулевой шине.

В табл.1 приведен пример програм- мирования ПЗУ 9 для 4-фазного двига- геля в режимах симметричной и несимметричной коммутации с реверсом, в габл. 2 - пример программирования двух микросхем ПЗУ для 6-фазного двигате- ля в режиме шестиа.пстной коммутации с реверсом, в табл.3 - пример программирования ПЗУ 9 для 4-фазного двигателя при смене потенциала на шине реверса и изменении фазы вклю- чения,

В табл.2 приведен пример и принцип составления программы шеститак- товой коммутации с режимом реверса шестифазного ШД типа ШД-5Д1, для которого применяются две микросхемы i ПЗУ, адресные входы которых запарал- лелены, а для выходов применяется

сквозная нумерация выводов or 0,1 и т.д.

Устройство работает следующим образом.

В первоначальном состоянии по шине 1 установки в исходное состояние поступает нулевой потенциал на первы вход ПЗУ 9 и, независимо от состояния остальных адресных входов, сигналы с выхода ПЗУ устанавливают D-триггеры сложения 6 и триггер 7 вычитания в единичное состояние, реверсивный 8 счетчик - в нулевое.

Появление единичного потенциала на шине 1 установки в исходное состояние говорит о том, что система находится в исходном состоянии и готова принимать тактирующие импульс на шине 3, На шине 2 реверса присутствует единичный или нулевой потенциал в зависимости от направления вращения ротора шагового двигателя (ШД) .

Для пояснения работы устройства предварительно уточняют следующее: на шине 2 реверса присутствует единичный потенциал и независимо от состояния входов ПЗУ-блокируется нулевым потенциалом вход триггера 7 вычитания; на шине 1 задания тактности нулевой потенциал, что соответствует несимметричному режиму коммутации; длительность тактирующего импульса на шине 3 должна быть больше времени задержки прохождения сигнала через элементы - D-триггер 6 или 7, счетчик 8 и ПЗУ 9, в противном случае произойдет блокировка тактирующих импульсов и останов ШД,

С приходом тактирующего импульса на С-вход триггера 6 сложения происходит его сброс и запись единицы в реверсивный счетчик 8, В результате на входе ПЗУ устанавливается адрес, по которому на первом выходе присутствует нулевой потенциал, возвращающий триггер 6 сложения в единичное состояние. По заднему фронту тактирующего импульса второй вход ПЗУ определяет уже новый адрес, приводящий к смене информации на первом выходе ПЗУ.

Последующее появление тактовых импульсов не вносит в работу устройства принципиально нового. За время действия каждого тактирующего импульса происходит сброс D-триггера 6 еложения, увеличение на единицу числа на выходе реверсивного счетчика 8 в пределах коэффициента пересчета, возврат D-триггера 6 сложения в исходное единичное положение нулевым потенциалом на входе, разблокировка D-триггера 6 сложения, появление на входе единичного потенциала и изменение на один так,т алгоритма коммутации фаз ШД, записанного в программе ПЗУ.

Замена на шине 2 реверса и, естественно, на втором входе ПЗУ единичного потенциала на нулевой приводит независимо от состояния других входов к блокировке нулевьсм потенциалом с второго выхода ПЗУ S-входа D-триггера 6 сложения.

В остальном, работа устройства происходит аналогично описанному, только каждое появление тактирующего импульса уменьшает содержимое реверсивного счетчика 8, заставляя коммутировать фазы ШД в обратной последовательности.

При подаче на шину 4 выбора такт- ности единичного потенциала происходит процесс аналогично описанному. Отличие заключается только в том, что, если при несимметричной коммутации каждому числу, записанному в реверсивном счетчике 8, соответствовал определенный адрес ПЗУ и соответствующее ему включение фаз ШД, при несимметричной коммутации информация на выходе ПЗУ, предназначенная для включения фаз ШД, обновляется через раз, т.е. каждый второй адрес подтверждает состояние фаз ШД, поэтому при работе на частотах, близких к частоте приемистости, для перехода с несимметричных режимов на симметричные отпадает необходимость в изменении тактовой частоты.

В случае, если коэффициент пересчета реверсивного счетчика , где п - разрядность счетчика, и он совпадает с числом тактов коммутации фаз ШД,,при переполнении счетчика 8

происходит автоматически возврат в исходное нулевое состояние и процесс коммутации происходит непрерывно. Для того, чтобы это выполнялось для ШД, у которого число тактов коммутации не равно 2П, например, для шести- фазного ШД, программа в ПЗУ записана два раза с нулевого адреса реверсивного счетчика 8 в сторону его уве0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

личения и с максимального в сторону его уменьшения, причем в последних адресах каждой программы записаны информация, в результате которой счетчик 8 по R-входу возвращается в исходное положение, закольцовывая тем самым процесс коммутации фаз ШД.

Использование предлагаемого распределителя позволяет сократить общее количество шин, снизив тем самым требования к системе управления, в частности по созданию необходимого коэффициента пересчета и выбора тактности коммутации. Кроме того, в момент смены потенциала на шине реверса возможно изменение фазы ШД, что позволяет уменьшить влияние механического гистерезиса на точность позиционирования, а наличие ограничения на длительность тактирующего импульса повьшшет помехозащищенность системы и уменьшает возможность отработки лишних шагов.

Формула изобретения

Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, содержащий нулевую шину, тактовую шину, шину реверса, шину исходного положения, шины-выбора тактности коммутации и режима, реверсивный счетчик и постоянное запоминающее устройство, выходы которого являются выходами распределителя, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в -него введены два D-триггера, соединенные своими прямыми выходами с входами соответственно прямого и обратного счета реверсивного счетчика, при этом одна группа адресных входов постоянного запоминающего устройства соединена с соответствующими разрядными выходами реверсивного счетчика, другая группа - с шинами исходного положения, реверса, выбора тактности, третья группа адресных входов подключена к шинам выбора режима коммутации, а выходы постоянного запоминающего устройства соединены с входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика, с входами установки в единичное состояние D-тригге- ра, тактовые входы которых соединены с тактовой шиной, а информационные входы подключены к нулевой шине;

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл.3

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей. Устройство содержит шины 15 соответственно установки в исходное состояние, реверса, тактирования, задания тактности коммутации и выбора режима коммутации, триггеры 6 и 7 сложения и вычитания, реверсивный счетчик 8, постоянное запоминающее устройство 10. Устройство обеспечивает многорежимное управление и реверс, при котором изменяется угол коммутации. 1 ил., 3 табл.