Устройство для управления шаговым двигателем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее компаратор , соединенный первым входом с информационным входом устройства, а вторым - с выходом реверсивного счетчика, связанного счетным входом с тактовым входом устройства, также связанного с тактовым входом коммутатора , снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к фазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства компаратора , и общую шину, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены связанннй с валом двигателя датчик начала отсчета, дополнительный элемент ИЛИ-НЕ, шины Тест и Начальная установка и триггер, соединенный инверсным вькодом с установочным входом реверсивного счётчика и первыми рходами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, второй вход последнего их которых соединен с выходом неравенства компаратора, а выход с входами направления счета реверсивного счетчика и направления вращения коммутатора, второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора, подключенного своим входом также к первому входу второго элемента.ИЛИ-НЕ, соединенного вторьм своим входом с тактовым вхо (Л дом устройства и первым входом дополс нительного элемента ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ-НЕ, а выходом к тактовому входу коммутатора, выходвторого элемента ИЛИ-НЕ соединен со счетным входом реверсивного счетчика , вход установки в О триггера :л подключен к шине Начальная установ3 ка и к первому входу первого элеменю .,,та ИЛИ-НЕ, соединенного вторым вхо:о :о дом с датчиком начала отсчета, а выГ ходом - с входом установки в триггера, подключенного счетным входом к ошне Тест, а информацион ным входом - к общей шиие.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () 1) ф(5)) Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3623988/24-07 (22) 19. 07.83 (46) 15. 05. 85. Бюп. У 18 (72) Ю.А.Ларионов, А.М.Ментюков, P.Ã.Êðóìåð, В.Б.Шапошников, H.0.Âëàñîâ и М.Х. Гоштейн (71) Всесоюзный научно.-исследовательский институт научного приборостроения (53) 621.3 13.3.-133.13-525(088.8) (56) 1. Гумен В.Ф., Калининская Т.В.

Следящий шаговый электропривод. Л,, "Энергия", 1980, с. 4.

2. Сетхурам Д. Схема управления шаговым двигателем. — "Электроника", 1980, В 24, с. 64 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ШАГОВЫМ ДВИ ATEJIEN содержащее компаратор, соединенный первым входом с информационным входом устройства, а вторым — с выходом реверсивного счетчика, связанного счетным входом с тактовым входом устройства, также связанного с тактовым входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к Лазам двигателя, четыре элемен-. та ИЛИ-HE инвертор, соединенный входом с выходом равенства компаратора, и общую шину, о т л и ч а ю— щ е е с я тем,. что, с целью повышения надежности, в него введены связанный с валом двигателя датчик начала отсчета, дополнительный элемент ИЛИ-НЕ, шины Тест и "Начальная установка и триггер, соединенный инверсным выходом с установочным входом реверсивного счетчика и первы" ми уходами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НE, второй вход последнего их которых соединен с выходом неравенства компаратора, а выходс входами направления счета реверсив- . ного счетчика и направления вращения коммутатора, второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора, подключенного своим входом также к первому входу вто\ рого элемента ИЛИ-НЕ, соединенного З вторым своим входом с тактовым входом устройства и первым входом допол нительного элемента ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ-НЕ, а выходомк тактовому входу коммутатора, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход установки в "0" триггера подключен к шине "Начальная установка" и к первому входу первого элемен.та ИЛИ-НЕ, соединенного вторым входом с датчиком начала отсчета, а выходом — с входом установки в "1" триггера, подключенного счетным входом к шине "Тест", а информационным входом — к общей шине.

1156233

Изобретение относится к электротехнике, а .именно к управлению шаговыми двигателями, и может быть использовано в автоматических регистрирующих притворах. 5

Известно устройство для управления шаговым двигателем,: содержащее сумматор„ генератор импульсон, коммутатор фаз шагового двигателя (11.

Недостатком этого устройства яв- 10 ляется отсутствие обратной связи, что снижает надежность обработки заданной информации.

Наиболее близким к иэо ."."тению является устройство для управления 15 I шаговым двигателем, содержащее компаратор, соединенный первым входом с информационным входом устройства, вторым входом — с выходом реверсивного счетчика, связанного с тактовым уц входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и.подключенного выходами к фазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-HE инвертор, соединенный входом с выходом равенства 25 компаратора, и общую шину (2) .

Недостатком такого устройства является возможность накаппивания ошибки иэ-эа ложных срабатываний счетчика и потерь шагов двигателя, что снижает надежность работы.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управле- 35 ния шаговым двигателем, содержащее компаратор, соединенный первым входом с информационным входом устройства, а вторым — с выходом реверсивного счетчика, связанного счетным входом с тактовым входом устройства, также связанного с тактовым входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к фазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства компаратора, и. общую шину, вв дены связанный с валом двигателя датчик начала отсчета (ДНО), дополнительный о элемент ИЛИ-НЕ, шины "Тест" и "Начальная установка и триггер, соедйненный инверсным выходом с установочным входом реверсивного счетчика и первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, второй вход последнего из которых соединен с выходом неравенства компаратора, а выход — с нходами направления счета реверсивного счетчика и напр;,.плен: я вращения коммутатора, второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора, г1одключенного своим входом также к первому входу второго элемента HJIH-HF,, соединенного вторым своим нходом с тактовым входом устройства и первым входом дополнительного элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ- HE, а ныходомк тактовому входу коммутатора, выход второго элемента ИЛИ-НЕ.соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход установки н "0 триггера подключен к-шине Начальная установ.ка" и к первому входу первого элемента. ИЛИ-HF., соединенного вторым входом с датчиком начала отсчета, а ныходом — с входом установки в "111 триггера, подключенного счетным нходом к шине Тест", а информационным входом — к общей шине.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2-временные диаграммы сигналов на основных элементах устройства.

Устройство (фиг.i) состоит из пяти двухвходовых элементов ИЛИ-НЕ

1-5, инвертора б, реверсивного счетчика 7 триггера 8, инверсный выход которого соединен с установочным входом счетчика /, компаратора 9, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, а второй — с выходом счетчика 7, коммутатора 10, тактовый вход которого соединен с выходом пятого элемента

ИЛИ-HF 5„ а вход направления вращения соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ-НЕ 4, шагового двигатепя 11, фазы которого соединены с ныходами коммутатора 10, ДНО 12, связанного с ротором двигателя, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 1. г

Устройство работает следующим образом.

В период времени to —

ИЛИ-HE 3, разрешая прохождение тактовых импульсов, подаваемых на тактовый вход устройства, на одноименный вход коммутатора t0 и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 4. задавая направление вращения ротора шаговогодвигателя 11 и переключая счетчик на режим -вычитания, В период времени 1г — 1 ротор двигателя 11 вращается в сторону начала отсчета (начала шкалы). В момент времени 4> ДНО 12 устанавливается в положение, соответствующее началу отсчета, и на его выходе вырабатывается сигнал нулевого уровня, который через элемент ИЛИ-HE 1 переводит триггер 8 в единичное состояние (сигнал нулевого уровня на инверсном выходе), При этом счетчик

7 переводится в режим сложения, л коммутатор 10 обеспечивает вращение. двигателя 11 от начала отсчета.

Рассмотрим случай, когда число

А, подаваемое на информационный вход устройства (фиг.1), pавно нулю, Этому случаю соответствует момент времени t z- kg (фиг.2) . Т к как число

В, вырабатываемое на вь>ходе счетчи ка

7, также равно нулго, то на выходе равенства (равгго) коггпаратот а 9 формируется сигнал единичного уровня, а на вьгходе нег авенства (г.еньше) — сигнал нулевого уров;я. Сигнал единичного уровня с выхода равен. ства компаратора 9 подается на элемент ИЛИ-НЕ 2 и инвертор 6, запрещая прохождение тактовых импульсов на счетный вход счетчика 7 и тактовый вход коммутатора 10, В результате рабочий орган, связанный ; двигателем 11, находится в исходном положе" нии (в начале шкалы).

При поступлении на информационный вход числа AK (момент ьремеии фиг.2) на выходе равенства компаратора 9 вьграбатывается сигнал :«улевого уровня. При этом разрешается прохождение тактовых импульсов на входы счетчика 7 и коммутатора 10.

В,период времени 61- Ф 4 шаговый двигатель перемещает рабочий орган (не показан) и ДНО 12 от начала шкалы в положение, соответствующее заданног<у числом A. Счетчик 7 считает число импульсов, поступивших на вход коммутатора 10, каждому из которых соответствует поворот ротора двигатепя 11 на один гяаг.

В момент времени 44 (фиг.2) вход. ное число А становится меньше, чем число В, записанное в счетчике 7.

При этом на выходе неравенства компаратора 9 (меньше) вырабатывается сигнал единичногс уровня, которьtA, проходя через элемент ИЛИ-HE 4, изменяет направление счета счетчика 7 и направление переключения фаз дви гaòåëÿ коммутатором 10 на обратное.

В период времени 3<- 4 обеспечивается движение к началу шкалы, а счетчик 7 работает в режиме вычита25 ния. Когда А=В (момент 5, фиг.2) на выходе равенства компаратора 9 вырабатывается сигнал единичного уровня, что приводит к запрещению прохождения тактовьгх импульсов на входы счетчика 7 н коммутатора 10 (период - k <, фиг. 2 ), В момент времени 16 от внешнегo устройства (ap показано) на вход

Тест подается команда в виде прямэуго1гьггого единичного импульса, 35 который своим передним фронтом устанавливает триггер 8 в нулевое положение. При этом работа устройства происходит аналогично периоду

40 времени г,«- g,< .. В момент времени,, устройство устанавливается в положение, соответствующее началу отсчега (началу шкалы).

В дальнейшем описанный цикл работы

45 повторяется с периодичностью подачи входного числа А и команды на вход тест.

Периодический контроль работы устройства с установкой его в исходное .положение по сигналу датчика на59 чала отсчета повышает надежность устройства и точность обработки за" данного перемещения.

1 56233

Фиг.1

gagggg Заказ 3193/54 Ти аж 646 По сапе овевав 3ИШ Патевт, г.Увтооод, уа.вроевтваа,