Устройство для программного управления шаговым двигателем Советский патент 1991 года по МПК G05B19/40 

Вш.2

6ых.З

ЗГ5 Јь

со

СП

р

Изобретение относится к автоматике и может оыть использовано для многорежимного управления как .трех-, так и четырехфазными шаговыми двигателями.t

Цель изооретения - расширение области применения,

На (риг. 1 представлена функциональная схема устройства на фиг. 2 - таблица кодов переключения выходных ка- JQ налов и кодов управления (тавл. 1) и временные диаграммы работы устройства в различных режимах управления для трехфазного шагового двигателя; на фиг, 3 - таблица кодов переключения вы ходных каналов и кодов управления (табл. 2) и временные диаграммы работы устройства в различных режимах управления для четырехфазного шагового двигателя.20

Устройство содержит двухразрядный реверсивный двоичный счетчик 1, входы . тактирования 2,обнуленияЗ иреверса 4, первый 5,второй6 итретий 7дешифраторы кодов, четыре элемента ЗИЛИ 8-11, эле-25 менты ЗИ 12 и НЕ 13, а также первый 14, второй 15 и третий 16 входы управления режимом устройства,

Устройство работает следующим образом.

Перед созданием каждого из возможных режимов переключения выходных каналов к устройству по входу 3 подается сигнал обнуления 9 в результате чего счетчик 1 устанавливается в нулевое исходное состояние, К входу 4 и входам 14-16 управления режимом устройства прикладываются требуемые для каадого режима (в соответствии с таил. 1 и 2) кодовые комбинации нулевых и единичных логических уровней потенциалов.

При подаче тактирующих импульсов на вход 2 происходит потактный перерасчет счетчика 1 и поочередное переключение выходов дешифраторов, информации которых поступают на входы элементов ЗШШ 8-11 и слагаются в них, в результате чего на выходах элементов 8-11 получаются соответствующие симметричные режимы переключения.

Симметричными режимами коммутации Фаз шагового двигателя являются режимы, при которых число одновременно

жима: режим поочередной коммутации фаз, при котором в каждом такте переключения возбуждается одна фаза (), и режим парной коммутации фаз, при котором в каждом такте возбуждаются две смежные фазы (). При применении четырехфазного двигателя возможны три таких режима: поочередной (), парный () и тройной () режимы коммутации ,

Для создания режимов коммутации фаз трехфазного шагового двигателя к входу 14 прикладывается единичный потенциал. В результате этого в такт достижения счетчиком 1 кода пересчета 11 к V-входу счетчика (через элемент ЗИ 12) прикладывается единичный потенциал и разрешается параллельная запись информации по входам D1-D2 счетчика 1. Если задан прямой порядок переключения фаз (т.е. на входе реверса 4 присутствует единичный потенциал), то счетчик 1 обнуляется, а если задан ооратный порядок (т.е. на входе 4 имеется нулевой потенциал), то счетчик переводится в состояние 01. Благодаря этому обеспечивается пересчет счетчика 1 с неполным козффициенЛ

том . При этом, если требуется режим поочередной коммутации фаз () то к входам 15 и 16 подается нулевой потенциал, что приводит к блокировке дешифраторов 6 и 7,т.е. на их выходах имеется нулевой потенциал независимо от состояния счетчика 1 и после подачи тактирующих импульсов на вход 2 происходит потактный пересчет счетчика 1 и поочередное переключение выходов дешифратора 5, информация которых поступает на входы элементов ЗИЛИ 8-11, где они слагаются, в результате чего на их выходах получается соответствующий режим переключения (фиг, 2 при ), а если требуется режим парной коммутации фаз (), то к входам 15 и 16 подается единичный потенциал, что приводит к действию дешифраторов 6 и 7} и после подачи тактирующих импульсов на вход 2 происходит потактный пересчет счетчика 1 и поочередное переключение выходов дешифраторов 5, 6 и 7, информации которых слагаются на элементах

30

35

40

45

50

возоужденных фаз (условно соответству- ЗИЛИ 8-11, в результате чего выющих единичному логическому состоянию) or такта к такту не меняется. При применении трехфазного двигателя возможны два таких симметрических реходах получается соответствующий режим переключения (фиг. 2 при ).

Для управления трехфазным шаговым двигателем в режиме п-1 информация

t

JQ20

. 25

95124

жима: режим поочередной коммутации фаз, при котором в каждом такте переключения возбуждается одна фаза (), и режим парной коммутации фаз, при котором в каждом такте возбуждаются две смежные фазы (). При применении четырехфазного двигателя возможны три таких режима: поочередной (), парный () и тройной () режимы коммутации ,

Для создания режимов коммутации фаз трехфазного шагового двигателя к входу 14 прикладывается единичный потенциал. В результате этого в такт достижения счетчиком 1 кода пересчета 11 к V-входу счетчика (через элемент ЗИ 12) прикладывается единичный потенциал и разрешается параллельная запись информации по входам D1-D2 счетчика 1. Если задан прямой порядок переключения фаз (т.е. на входе реверса 4 присутствует единичный потенциал), то счетчик 1 обнуляется, а если задан ооратный порядок (т.е. на входе 4 имеется нулевой потенциал), то счетчик переводится в состояние 01. Благодаря этому обеспечивается пересчет счетчика 1 с неполным козффициенЛ

том . При этом, если требуется режим поочередной коммутации фаз () то к входам 15 и 16 подается нулевой потенциал, что приводит к блокировке дешифраторов 6 и 7,т.е. на их выходах имеется нулевой потенциал независимо от состояния счетчика 1 и после подачи тактирующих импульсов на вход 2 происходит потактный пересчет счетчика 1 и поочередное переключение выходов дешифратора 5, информация которых поступает на входы элементов ЗИЛИ 8-11, где они слагаются, в результате чего на их выходах получается соответствующий режим переключения (фиг, 2 при ), а если требуется режим парной коммутации фаз (), то к входам 15 и 16 подается единичный потенциал, что приводит к действию дешифраторов 6 и 7} и после подачи тактирующих импульсов на вход 2 происходит потактный пересчет счетчика 1 и поочередное переключение выходов дешифраторов 5, 6 и 7, информации которых слагаются на элементах

30

35

40

45

50

ЗИЛИ 8-11, в результате чего вы

ходах получается соответствующий режим переключения (фиг. 2 при ).

Для управления трехфазным шаговым двигателем в режиме п-1 информация

516495126

снимается с выходов первого 8, второ- нуления и реверса устройства, первый го 9 и третьего 10 элементов ЗИЛИ дешифратор кодов, входы которого сое- (выход элемента ЗИЛИ 11 при этом не динены соответственно с разрядными используется), а в режиме - с j выходов первого 8, второго 9 и четвер того 11 элементов ЗИЛИ (выход элемента ЗИЛИ 10 при этом не используется). Для создания режимов коммутации фаз

JS

выходами двоичного счетчика, о т л и- (чающееся тем, что, с целью расширения области применения, в устройство включены второй и третий дешифраторы кодов, четыре элемента

четырехфазного шагового двигателя к входу 15 прикладывается нулевой потенциал, что приводит к приложению (через элемент ЗИ J2) нулевого потенциала к V-входу разрешения параллельной записи счетчика t, Благодаря этому обеспечивается пересчет счетчика 1 с полным коэффициентом 4,

При этом в зависимости от требуемого режима коммутаций фаз (, , ) к входам 15 и 16 подаются соответствующие логические потенциалы (фиг, 3).

Работа устройства для управления четырехфазным шаговым двигателем происходит аналогично работе трехфазного двигателя.

Для управления четырехфазным шаговым двигателем информация снимается со всех выходов устройства.

25 мента ЗИ и первому и второму входам второго и третьего дешифраторов, входы разрешения дешифрации которых являются соответственно вторым и третьим входами управления режимом устройства,

Таким образом, благодаря дополни- Зо первый, второй, третий, четвертый вытельно введенным элементам и связям устройство позволяет обеспечить все возможные симметричные режимы переключения фаз 3- и 4-фазных шаговых двигателей.

Формула изобретения

Устройство для программного управления шаговым двигателем, содержащее двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, входы тактирования, обнуления и реверса которого являются соответственно входами тактирования, обходы первого дешифратора соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого ч элементов ЗИЛИ, первый, второй, тре35 тий и четвертый выходы второго дешифратора соединены соответственно с вторыми входами второго, третьего, четвертого и первого элементов ЗИЛИ, а первый, второй, третий и четвертый вы40 ходы третьего дешифратора соединены с третьими выходами третьего, четвертого первого и второго элементов ЗИЛИ, вы- ходы которых являются соответствующими выходами устройства.

нуления и реверса устройства, первый дешифратор кодов, входы которого сое- динены соответственно с разрядными j з

S

выходами двоичного счетчика, о т л и- (чающееся тем, что, с целью расширения области применения, в устройство включены второй и третий дешифраторы кодов, четыре элемента

ig ЗИЛИ, элемент ЗИ, первый вход которого является первым входом управления режимом устройства, а выход соединен с входом разрешения параллельной записи двухразрядного реверсивного счет15 чика, элемент НЕ, вход которого соединен с входом реверса устройства, а выход соединен со старшим разрядом информационного входа двухразрядного реверсивного двоичного счетчика, млад20 щий разряд информационного входа которого соединен с шиной нулевого логического уровня, а выходы первого и второго разрядов подключены соответственно к первому и второму входам эле25 мента ЗИ и первому и второму входам второго и третьего дешифраторов, входы разрешения дешифрации которых являются соответственно вторым и третьим входами управления режимом устройства,

Зо первый, второй, третий, четвертый выходы первого дешифратора соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого ч элементов ЗИЛИ, первый, второй, третий и четвертый выходы второго дешифратора соединены соответственно с вторыми входами второго, третьего, четвертого и первого элементов ЗИЛИ, а первый, второй, третий и четвертый выходы третьего дешифратора соединены с третьими выходами третьего, четвертого, первого и второго элементов ЗИЛИ, вы- ходы которых являются соответствующими выходами устройства.

Таблица 1

Таблица t

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для многорежимного управления как трех-, так и четырехфазными шаговыми двигателями. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, входы тактирования 2, обнуления 3 и реверса 4, первый дешиф- радор кодов 5, второй 6 и третий 7 дешифраторы, четыре элемента 3 ИЛИ 8-11, элемент 3 И 12, элемент НЕ 13, первый 14, второй 15 и третий 16 входы управления режимом устройства. 3 ил.