Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1991 года по МПК H02P8/00 

1

(21)4694454/07

(22) 23.05.89

(46) 07.05.91.Бюл. № 17

(75) В.Д.Ефременко и Е.А.Евсеев

(53)621.313.525(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР Ms 1283936, кл. Н 02 Р 8/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1453581, кл. Н 02 Р 8/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления шаговым двигателем исполнительного устройства автоматизированной системы управления, работающей в непосредственной близости от источников электромагнитных помех. Цель изобретения состоит в повышении помехоустойчивости. Устройство содержит шины прямого 6 и обратного 7 ходов, элемент ИЛИ 1, генератор 2 импульсов, счетчики 3 и 4 импульсов, реверсивный распределитель 5 импульсов. Каждый из счетчиков 3 и 4 блокирует прохождение импульсов помехи на один вход распределителя 5 импульсов. 2 ил.

Фиг.1

О & 4 00

GJ

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе при наличии электромагнитных помех.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости,

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Устройство для управления шаговым двигателем содержит элемент ИЛИ 1, генератор 2 импульсов, первый 3 и второй 4 счетчики импульсов, реверсивный распределитель 5 импульсов, шину 6 прямого и шину 7 обратного хода.

Шина 6 прямого хода подключена к первому входу элемента ИЛИ 1 и к R-входу установки нуля первого счетчика 3 импульсов, а шина 7 обратного хода подключена к второму входу элемента ИЛИ 1 и к R-входу установки нуля второго счетчика 4 импульсов, выход элемента ИЛИ 1 соединен с разрешающим входом генератора 2, выход которого соединен со счетным входом первого 3 и второго 4 счетчиков импульсов, выход первого 3 счетчика подключен к входу прямого хода, а выход второго 4 счетчика подключен к входу обратного хода реверсивного распределителя 5 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на шинах б и 7 управления низкий уровень напряжения, который, поступая на счетчики 3 и 4 импульсов, сбрасывает их и удерживает в этом состоянии, пока на входах R-счетчиков имеется низкий уровень напряжения.

При режиме прямого хода двигателя на шину б прямого хода начинают поступать тактовые импульсы, которые, проходя через элемент ИЛИ 1, подаются на вход разрешения генератора 2 и, снимая низкий уровень напряжения с входа R-счетчика З, выдают разрешение на счет на время тактового импульса. По переднему фронту каждого поступающего тактового импульса генератор 2 импульсов начинает вырабатывать в течение тактового импульса последовательность импульсов постоянной частоты и длительности, которая подается на счетный С-вход счетчиков 3 и 4 импульсов. Емкость счетчиков 3 и 4, частота генератора 2 выбираются таким образом, что предпоследний импульс последовательности импульсов, сформированный генератором 2 за время тактового импульса, переполняет счетчик и на выходе счетчика появляется импульс.

Пусть частота импульсов генератора 2 выбрана таким образом, что в интервале времени, равном длительности тактового импульса, укладывается десять периодов

импульсов, выработанных генератором 2, в то время как на выходе счетчика 3, который может быть и выходом переноса, соответствующий импульс появляется после поступлений девяти импульсов на его счетный вход с выхода генератора 2.

Счетчик 4 закрыт низким уровнем напряжения по R-входу с шины 7 обратного хода.

0 С выхода счетчика 3 импульсов импульс, частота которого равна частоте тактового импульса, поступает на вход прямого хода реверсивного распределителя 5 импульсов, обеспечивающего заданный режим комму5 тации обмоток шагового двигателя (не показан).

По заднему фронту тактового импульса, поступившего с выхода элемента ИЛИ 1 генератор 2 прекращает вырабатывать после0 довательность импульсов заданной частоты. С приходом нового тактового импульса описанный процесс повторяется.

Работа в режиме обратного хода происходит аналогично описанной выше с той

5 разницей, что закрыт счетчик 3 низким уровнем напряжения на шине б, а по тактовым импульсам, приходящим по шине 7, работает счетчик 4, с выхода которого импульсы подаются на вход обратного хода реверсив0 ного распределителя 5 импульсов, обеспечивающего заданный режим коммутации обмоток шагового двигателя.

Импульс на выходе счетчиков 3 или 4 появляется только в том случае, если дли5 тельность импульса на шине прямого или обратного хода соответствует заданной, т.е. длительности тактового импульса.

Поступающие на шину прямого или обратного хода помехи, которые могут носить

0 как единичный характер, так и присутствовать в виде пакетов помех, причем длительность отдельных помеховых сигналов существенно меньше длительности тактовых импульсов, блокируются счетчиками 3

5 или 4 и не проходят на входы реверсивного распределителя 5 импульсов. При этом по окончании каждой помехи счетчики 3 или 4 обнуляются и пересчитывают каждую вновь поступившую помеху, как в пакете, так и

0 отдельно, заново.

Устройство не реагирует ни на один вид помехи по одной шине (например, 7), совпадающей по времени с любым участком тактового импульса, действующего по другой

5 шине (например, 6). Если помеха пришла по одной шине (фиг.2, шина 7) раньше тактового импульса по другой шине (фиг. 2, шина 6) и перекрывается тактовым импульсом, то на второй вход реверсивного распределителя 5 она не пройдет, так как имеет длительность значительно меньше тактового импульса и, соответственно, блокируется счетчиком 4 (фиг.2, Мсч.4), а период импульса с выхода счетчика 3 (фиг.2, вых.сч.З), который определяется периодом тактового импульса по шине 6, она не изменит, так как счетчик 3 закрыт низким уровнем напряжения по шине 6 и работает (фиг.2, Nc4.3), только во время действия тактового импульса по этой шине (фиг.2, шина 6).

По окончании импульса помехи по шине 7 высокий уровень напряжения на ней сменяется низким (нулевым) уровнем, который обнуляет счетчик 4 и запрещает счет (фиг.2, NC4.4), импульсов, подаваемых на его счет- ный вход от генератора 2 (фиг.2, вых.ген.2) во время действия тактового импульса по шине 6.

Если к концу действия тактового импульса по шине 6 (фиг.2, шина 6) снова поя- вится импульс помехи по шине 7 (фиг.2, шина 7} то сбой устройства не произойдет, так как импульс помехи блокируется счетчиком 4 (фиг.2 Мсч.4), а счетчик 3 обнуляется по окончании тактового импульса по входу R.

Так как счетчики 3 и 4 совместно с генератором 2 обеспечивают анализ длительности тактовых импульсов, то частота следования этих импульсов может меняться в широких пределах, т.е. сохраняются высокие эксплуатационные возможности, присущие известному устройству.

шина

$ых.

С 43

Таким образом, предлагаемое устройство при сохранении эксплуатационных возможностей известного обладает большей помехоустойчивостью и, следовательно, большей надежностью, благодаря исключению возможности одновременного прохождения импульсов на оба входа реверсивного распределителя при любом временном взаимном расположении тактового импульса на одной шине и импульсов помех на другой шине. При этом обеспечивается строгое соответствие периодач импульсов, поступающих на шаговый двигатель, периоду следования тактовых импульсов.

Формула изобретения Устройство длч управлений шаговым двигателем, содержащее шины прямого и обратного хода, элемент ИЛИ, соединенный входами с шинами прямого и обратного хода, выходом - с разрешающим входом генератора импульсов, соединенного выходом со счетным входом первого счетчика импульсов, и реверсивный распределитель импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введен второй счетчик импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, входы установки нуля счетчиков соединены с шинами прямого и обратного хода, а выходы - с соответствующими входами реверсивного распределителя импульсов.