Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для построения коммутаторов исполнительных устройств,-в частности шаговых двигателе. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содержит два D-триггера 1,2, усилители 3-6 мощности с обмотками 7 - 1 О шагового двигателя, элементы ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 11, 12, тактовый генератор 13, выполнеиньш на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, 17, резисторе 15 и конденсаторе 16. Устройство характеризуется наряду с простотой реализации высокой надежностью за счет уменьшения внутренних связей и паек, например при выполнении устройства на (двух) микросхемах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ю 00 | СП 8 Ю фие.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (д1) 4 G 05 H 19/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, l3, 1 Ц1Р (/л

1,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4018725/24-24 (22) 10. 02. 86 (46) 30.10.87.Бюл. № 40 (72) В.В.Ледерер и А.В.Мирошников (53) 62. 50 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 819795, кл. G 05 В 19/40, 1978.

Приборы и техника эксперимента.

1985, ¹ 1, с.190-196, рис.б. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗН1И ШАГОВОЕ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для построения коммутаторов исполнительных устройств,.в частности шаговых двигателей. Цель изобретения — упрощение конструкции устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содержит два D-триггера 1,2, усилители 3 — 6 мощности с обмотками 7 — 10 шагового двигателя, элементы ИСК1Б)ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 11, 12, тактовый генератор 13, выполненный на элементах ИСКЛОЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ !4, 17, резисторе 15 и конденсаторе 16. Устройство характеризуется наряду с простотой реализации высокой надежностью за счет уменьшения внутренних связей и паек, например при выполнении устройства на (двух) микросхемах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

)348775

Изобретение ат«осится к автоматике и мажет быть применено для построения коммутаторов н исполнительных устройствах приборов автоматики, в частности шагodblx двигателей.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

На фиг.l показана принципиальная схема устройства для управления шаговым дни!ателем; «а фиг.2 — диаграммы импульсан, подаваемых на обмотки шагового двиг.ателя.

Устройство содержит дна П-триггера I и 2, усил«тег«и 3-6 мощно ти, фазные обмотки — 10 шагового двигателя, элема«тьi ИСК ПОЧ. .)О .ПЕЕ ИЛИ 11, 12, тактовый генератор 13, включающий элемент ИС1ГПО -)А ОЩЕГ ИЛИ )4, резистор

15, конденсатор 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ )7.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал "1 высокий уранень1 на входе направления А и входе управления I cnorvетстнует команде "Стоп".

Тактовый генерапор 13 импульсы е

r e»epèðóåò. L - тр«г!есрb! 1, 2 с охран»ют свои сп! гаянця, вал двигателя неподвижен. (ля разреш «ия вращения сигнал «а входе F вьк гавляется равным "0" (,!«экий ъ1!ан ень) . При эта:r элемент ИСК П ЧАЮЩЕЕ !ПИ 17 работает па первому нхо;, как «еинвертирующий

HoB÷ ари;ель! та« «ак на втором его входе присутствует "0", а элемент

ИСКЛЮЧАЮЦ1ЕЕ ИЛИ 14 па первому н:.оду работает ка« -швертар, поскольку на нгорам ега входе присутствует 1 (плюс источника « тания).

Предположим„ чта на первом входе элемента 17 присутствует "0". Следовательно, на выходе также "0" а на выходе э- емента 14 — "1 " поскольку элемент 17 — повторитель, а элемент

14 — инвертор). Конден"атар 16 начинает заряжаться через резистор 15 ат выхода элемента 14 да тех пор пока напряжение »а нем не возрастет да верхнего пара; а срабатывания элемента 17 (т.е. пока сигнал на его первом входе не станет равным "1" ) после чего на его выходе лавинообразно появится 1". Следовательно, на выходе элеменга 14 вместо "i" появится "0". Конденсатор 16 начинает разряжаться через резистор 15 до тех пор, пока напряжение на первом входе элемента 17 не уг!адет до нижнего

l!

10 ! !.

55 порога срабатывания. При этом на выходе элемента ИСКЗПОЧАЮП)ЕЕ Иг)И 17 установится 0, а на выходе элемента ИСК. ПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 — "1". Далее процесс повторяется. Таким образом, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦ)ЕЕ ИЛИ

l4 периодически появляются прямоугольные импульсы, период которых равен 1,4 RC, где В. — сопротивление резистора 15, С вЂ” емкость конденсатора 16.

С vыхада тактового енератора 13 импульсы поступают на тактовые входы (входы С) D-триггеров 1,2. Пусть в исходный момент времени в обоих риггерах установилась 1 . Поскольку на первых входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, 12 присутствует "1", то па второму входу они работают ка« иннерторы. Значит, на выходе элем ен га ИСК:ПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ )1 будет "1", поскольку на его второй вход подается "0" (инверсный выход D-триггера

2). Если н триггере записана ") та на его прямом выходе будет "1", а на и«нерснам — "О". А так как на

Л-вход; D-òðèããåðà 1 присутствует

")", та после прихода первого тактонога импульса (фиг.2) состояние триг-!! !! г = аа н е м е н я е т с я . 1 с прямого в ыхода I! - тригг е ра 1 инв а р т иру е тс я в элем ен т е ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И 1)И 1 2 . Следовательи о, г а D - входе D- триггера 2 в момент прихода первого тактового импульса присутствует " 0 " . А значит, так товый имп ул ь с (А) перебросит D -т ригг е р 2 и з состояния " 1 " в состояние

" О " . Поскольку 1) - триггер 2 изменил свое состояние, т а сигнал íà D-н ходе

D - триггера 1 также изменится и в т арой тактовый импульс перебросит

D- т риг r e p 1 из состояния " 1 " в с остоянне О " . Следовательно, на D-входе D- триггера 2 установится " 1 " и третий тактовый импульс перебросит ег а в состояние " 1 и т . д . Поскольку выходы D- т риг г е ров 1 „ 2 подключ ены к входам усилителей 3 -6 мощности, то фа з нь1е обмотки 7 — 1 0 начнут по оч ереди, синхронно (с приходом тактовых импуль с он ) п одключ а ть с я к источнику пита ния (не и ок а з ан ) .

Причем в любой момент времени к источнику питания подключены одновременно дв е соседние обмотки шаг ов оr o двигателя (фиг . 2 ) . Вал шагового двигателя начнет вращаться в какую.пиб а одну сторону, всякий ра э о т ра ба

1348775 тывая один шаг после прихода очередного тактового импульса.

Пусть сигнал на входе направления

А сменился с "I" на "0" (смена направления вращения) и первоначально в обоих D-триггерах установлены "I".

Так как на первых входах элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,12 присутствует

l l л l l

О, то по второму входу они работают как повторители (на выходе тот же сигнал, что и на втором входе).

Следовательно, в первый момент времени на D-входе D-триггера 1 будет

1! f l

О, так как он соединен через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 с инверсным выходом D-триггера 2, à íà D-входе

D-триггера 2 будет "1 ", поскольку он соединен через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 12 с прямым выходом D-триггера I. А значит, тактовый импульс перебросит D-триггер 1 из состояния "1" в состояние "0". Состояние D-триггера 2 не изменится. Смена состояния 0-триггера 1 вызовет смену сигнала на D-входе D-триггера 2. Следовательно, тактовый импульс перебросит его в состояние

l l I 1

0 . Смена состояния D-триггера 2 приведет к смене сигнала на 0-входе

D-триггера 1. Следовательно, тактовый импульс (k) перебросит его в состояние "1". Тактовый импульс (Я) перебросит D-триггер 2 в состояние

lf !1

1 и т.д. Выходы D-триггеров 1 и 2 подключены к усилителям 3-6 мощности, которые непосредственно коммутируют токи в обмотках 7 — IO шагового двигателя. Обмотки шагового двигателя также поочередно будут подключаться к источнику питания, но уже в обратной последовательности. Вал двигателя будет вращаться в обратном направлении.

Для остановки шагового двигателя на управляющий вход Б подается "1".

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 становит ся инвертором. Генерация прекращается. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 сохраняет то состояние, которое он имел. в момент прихода "1" на вход Б. Тактовые импульсы не формируются. Вал двигателя неподвижен.

Выполнение всего устройства на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ позволяет реализовать его на двух микросхемах.

Например, одна микросхема 564ЛП2 содержит четыре схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 5

20 ответственно первая, вторая, третья и четвертая фазные обмотки шагового двигателя, причем С-входы D-триггеб ров соединены между собой, прямой и

25 инверсный выходы первого D-триггера ! соединены с входами соответственно тре ьего и первого усилителей мощности, прямой и инверсный выходы второго D-триггера соединены с входа30

45 а одна микросхема 564ТМ2 содержит два D-триггера. Все устройство вместе с тактовым генератором, не считая усилителей мощности, состоит из четырех элементов — резистора, конденсатора и двух микросхем. Так как устройство устойчиво работает с любого исходного состояния, то не требуются также элементы первичной установки.

Формул а изобретения

1.Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее тактовый генератор, первый и второй D-триггеры, первый, второй, третий и четвертый усилители мощности, к выходам которых подключены соми соответственно второго и четвертого усилителей мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, в него введены первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенные выходами с D-входами соответственно первого и второго D-триггеров, первые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены и соединены с входом направления устройства, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с инверсным выходом второго Р-триггера, С-вход которого подключен к выходу тактового генератора, второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к прямому выходу первого

D-триггера, S- u R-входы D-триггеров подключены к шине низкого потенциала.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что тактовый генератор содержит первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, конденсатор и резистор, первый вывод которого соединен с выходом тактового генератора и с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго

1348775

Составитель Е.Власов

Редактор А.Маковская Техред А.Кравчук Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Заказ 5188/46 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу резистора и к первому входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом управления тактового генератора, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к шине высокого потенциала.