Устройство для управления шестифазнымшАгОВыМ элЕКТРОдВигАТЕлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P8/00 H02P8/36 

1

Изобретение относится к системам автоматического управления с шаговыми электродвигателями, а именно к устройствам с шестифазными двигателями, работающими в режиме пошагового управления по двенадцатитактной системе коммутации в разомкнутых и замкнутых системах.

Известно устройство для управления шестифазным шаговым двигателем по двенадцатитактной схеме коммутации, содержаш,ее двенадцатиканальный коммутатор, связанный с усилителем мощности через дешифратор 1.

Недостатком этого устройства является сложность и низкая надежность его.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления шестифазным шаговым электродвигателем, содержащее шестиканальный кольцевой коммутатор, каждый канал которого включает в себя D-триггер и логический элемент 2И-ИЛИ-НЕ, соединенный вторым и четвертым входами с шинами направления движения двигателя, а выходом- с информационным входом триггера, подключенного синхронизирующим входом к тактовой шине, и усилитель мощности

2.

Недостатком указанного устройства является необходимость установки его исходного состояния и отсутствие способности к восстановлению нормальной коммутации после сбоя. Целью изобретения является упрощение

и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено элементом И-НЕ, связанным двумя входами с инверсными выходами триггеров смежных каналов, а

выходом - с одним установочным входом триггера, смежного с двумя предыдущими, а другие установочные входы триггеров каждого канала соединены с инверсными выходами триггеров, взятых через два канала, причем прямые выходы триггеров связаны с первым и третьим входами элементов 2И-ИЛИ-НЕ, взятых через три канала. Такое выполнение устройства обеспечивает самоустановку исходного состояния и автоматическое восстановление нормальной коммутации при сбоях.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит шину 1 тактов, шины 2 и 3 направления движения двигателя, шесть каналов, которые включают триггеры 4-9, логические элементы 2И-ИЛИ- НЕ 10-15 и усилители мощности 16-21,

а такж;е логический элемент И-НЕ 22.

Устройство работает следующим образом. При подаче на шину 1 тактов последовательности импульсов, на шину 2 - логической единицы, а на шину 3 - логического нуля обеспечивается следующий порядок чередования состояний триггеров 4-9: 110000-111000-011000-011100 - 001100-001110-000110-000111 - 000011 - 100011 - 100001-110001-110000 и т. д., соответствующий прямой двенадцатитактной коммутации. Пусть перед подачей первого имнульса по шине 1 тактов триггеры 4 и 5 находятся в состоянии единицы, а триггеры - в состоянии нуля. После подачи первого импульса триггер 6 переходит в состояние единицы, поскольку на его R R D входах был потенциал логической единицы, триггеры 4-9 не изменяют своего состояния, поскольку перед поступлением имйульса оно соответствует потенциалу на D входе. Триггер 7 остается в состоянии нуля, хотя на его D входе был потенциал логической единицы, но на R входе был потенциал логического нуля, запрещающий переход триггера в состояние единицы. После подачи второго импульса триггер 4 переходит в состояние нуля в соответствии с потенциалом на D входе, триггеры 5, 6, 8 и 9 не изменяют своего состояния, так как оно соответствует потенциалу на D входе; триггер 7 не переходит в состояние единицы, поскольку перед поступлением второго импульса на его R входе был потенциал логического нуля. При подаче третьего и последующих импульсов переключение триггеров происходит аналогично в соответствии с прямой двенадцатитактной коммутацией.

Если на шину 2 подан потенциал логического нуля, а на шину 3 - логической единицы, то при подаче на шину 1 тактов последовательности импульсов обеспечивается порядок чередования состояний триггеров 4-9, соответствующий обратной двенадцатитактной коммутации: 110000-110001 - 100001 - 100011-000011 -000111 -000110- 001110-001100 - 011100-011000-111000- 110000 и т. д. При включении питания или в результате сбоя возможно появление комбинации состояний триггеров 4-9, не соответствующей двенадцатитактной коммутации. Однако анализ показывает, что во всех случаях первый же импульс автоматически устанавливает одно из состояпий двенадцатитактной коммутации.

Введение новых связей обеспечивает формирование требуемого алгоритма управления непосредственно на выходах триггеров распределителя при произвольной начальной установке, что позволяет помимо упрощения устройства за счет исключения выходного дешифратора устранить режим предварительной установки. Кроме того, снижаются требования к источнику питания и отпадает необходимость в экранировании устройства, так как при любом сбое автоматически восстанавливается нормальный режим работы.

Формула изобретения

Устройство для управления шестифазиым шаговым электродвигателем, содержащее шестиканальный кольцевой коммутатор,

каждый канал которого включает в себя D-триггер и логический элемент 2И- ИЛИ-НЕ, соединенный вторым и четвертым входами с шинами направления движения двигателя, а выходом - с информацпонным входом триггера, подключенного синхронизирующим входом к тактовой шине, и усилитель мощности, отлич ающеес я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оно снабжено

элементом И-НЕ, связанным двумя входами с инверсными выходами триггеров смежных каналов, а выходом--с одним установочным входом триггера, с двумя предыдущими, а другие установочные входы триггеров каждого канала соединены с ипвср.нымп выходами триггеров, взятых через два канала, нричем прямые выходы триггеров связаны с первым и третьим входами элементов 2И-ИЛИ-НЕ, взятых

через три канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Айриян В. С. и Нерсесян А. Г. Реверсивное двенадцатитактное коммутирующее

устройство управления шаговым двигателем. - В сб. «Электронная техника в автоматике. М., «Сов. радио, 1975, вып. 7, с. 103-106.

2.Земсков Г. Г. и др. Использование интегральных микросхем в системе управления шаговыми электродвигателями, - В сб., «Электронная техника в автоматике М., Сов. радио, 1978, вып. 10, с. 203-206 (прототип) .