Коммутатор для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями. Цель изобретения - расширение области применения путем увеличения числа режимов коммутации. Коммутатор содержит реверсивный двоичный счетчик 1, первый элемент И 2, первый элемент ИЛИ 3, блок 4 памяти, второй 5 и третий 6 элементы ИЛИ, второй элемент И 7, первый 8, второй 9 и третий 10 входы выбора режима, тактовый вход 11, первый 12 и второй 13 вход задания тактности коммутации, входы:14 управления, 15 модуля счета, 16 реверса, 17 включения шагового двигателя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСОЮ

ПйТЕМТЮ 1

БИБГИ

1 (21) 4430107/24-24 (22) 12.04.88 (46) 23.12.89. Бюл. И 47 (71) Специальное конструкторско-тех- нологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И.Ленина (72) В.В.Нижников, В.Д.Телегин, И.Н,Рудой и В.И.Лакизо (53) 621.503.55(088.8) (56) Приборы и техника эксперимента. — М., 1986, Р 1, с. 66-67.

Авторское свидетельство СССР

В 1471175, кл. G 05 В 19/40, 28.08.87, (54) КОММУТАТОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

„„Я0„„1531071 А1 (51) 4 С 05 В 19/40

2 (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями. Цель изобретения — расширение области применения путем увеличения числа режимов коммутации. Коммутатор содержит реверсивный двоичный счетчик 1, первый элемент И 2, первый элемент ИЛИ 3, блок 4 памяти, второй

5 и третий 6 элементы ИЛИ, второй элемент И 7, первый 8, второй 9 и третий 10 входы выбора режима, тактовый вход 11,первый 12 и второй 13 в:."оды задания тактности коммутации, входы: 14 управления, 15 модуля счета, 16 реверса, 17 включения шагового двигателя. 1 ил., t табл.

1531071

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями.

Цель изобретения — расширение области применения путем увеличения числа режимов коммутации.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого коммутатора.

Коммутатор для управления шаговым двигателем содержит реверсивный двоичный счетчик 1, первый элемент

И 2, первый элемент ИЛИ 3, блок 4 папамяти, второй 5 и третий 6 элементы

ШЫ, второй элемент И 7, первый 8 (режим I), второй 9 (режим II) и третий 10 (режим III) входы выбора режима коммутации, тактовый вход 11, первый 12 и второй 13 входы задания тактности коммутации, входы управления 14,модуля счета 15, реверса 16 и вход 17 включения шагового двигателя,подключенный к разрешающему входу блока 4 памяти. Второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока 4 являются соответствующими выходами коммутатора, первый адресный вход блока 4 памяти соединен с вьгходом первого элемента ИЛИ 3, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому входу 12 задания тактности коммутации и выходу первого элемента И 2, первый и второй входы которого соединены с вторым входом 13 задания тактности коммутации и выходом первого разряда реверсивного двоичного счетчика 1, тактовый вход и входы управления, модуля счета и направления счета которого подключены соответственно к тактовому входу 11, входам управления 14, модуля счета 15 и входу 16 реверса коммутатора. Выходы второго и третьего разрядов реверсивного двоичного счетчика 1 соединены с вторым и третьим адресными входами блока 4 памяти, четвертъй адресный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ 5, первый и второй входы которого соединены с выходом четвертого разряда реверсивного двоичного счетчика 1 и вторым входом

9 выбора режима коммутации. Пятый адресный вход блока 4 памяти подключен к третьему входу 10 выбора режима коммутации, первый выход блока 4 памяти соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 6, выход которого является первым выходом коммутатора, а второй вход подключен к выходу второго элемента И 7, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым выходом блока 4 памяти и первым входом 8 выбора режима коммутации.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход 14 управления потенциального сигнала разрешения счета реверсивный двоичный счетчик

1 отсчитывает поступающие на его тактовый вход импульсы, подаваемые на тактовый вход 11,при этом записываемое в счетчик 1 двоичное число с каждым тактовым импульсом увеличивается или уменьшается на единицу в зависимости от уровня потенциаль20 ного сигнала на входе 16 реверса, т.е. на входе для задания направления счетча. С учетом уровней потенциальных сигналов на первых входах первого элемента ИЛИ 3 и первого элемента И 2, т.е. на первом 12 и втором 13 входах задания тактности коммутации, и уровней потенциальных сигналов на втором входе второго элемента И 7 и втором входе

DToporo e eH HJIH 5, T.e. на первом 8 и втором 9 входах выбора режима коммутации, а также в зависимости от уровня потенциального сигнала на третьем входе 10 выбора режима ко", мутации и от модуля счета реверсивного двоичного счетчика 1, определяемого информацией, подаваемой на вход 15 модуля счета, на адресных входах блока 4 памяти формируется

40 соответствующий двоичный код, обуславлпвающий при подаче разрешающего потенциального сигнала низкого уровня на вход 17 включения шагового двигателя (т ° е., на разрешающий вход блока 4 памяти) появление на

45 выходах коммутатора кодовых комбинаций, соответствующих заданному режиму коммутации фаз выбранного шагового двигателя.

Вариант программирования блока

4 памяти для использования его в предлагаемом коммутаторе для управ-! ления шаговым двигателем и зависи-— мость адресного кода от потенциальных сигналов на входах устройства, а также от модуля счета реверсивного двоичного счетчика 1 представлена для случая прямого счета в таблице.

1531071

15

30 35

В случае симметричных режимов коммутации кодовые ко лбинации на выходах коммутатора меняются по каждому второму тактовому импульсу, в отличие от несимметричных режимов,но средняя скорость вращения вала двигателя постоянна и не зависит от тактности коммутации, благодаря чему переход с одного режима коммутации на другой, например с восьмитактного режима на один из четырехтактных режимов в случае четырехфазного двигателя, не требует изменения частоты следования тактовых импульсов и может быть реализован путем изменения информации на входах устройства в процессе отработки заданного перемещения, причем благодаря выбору того или иного режима коммутации в зависимости от нагрузки обеспечивается как оптимальное энергопотребление, так и соответствующий характер движения (плавность хода, электрическое демпфирование и т.д.).

При изменении уровня потенциального сигнала на входе 16 реверса адресный код меняется в обратной последовательности, обеспечивая считывание записанной в блоке 4 информации

B обратном порядке и тем самым отработку реверса шагового двигателя и его вращение в противоположном направлении.

При подаче потенциального сигнала запрета счета на вход 14 управления реверсивный двоичный счетчик 1 останавливается с сохранением информации на своих выходах, благодаря чему обеспечивается фиксированная стоянка шагового двигателя. Если в данном режиме на вход 17 включения ЫД подать запрещающий потенциальный сигнал высокого уровня, то на всех выходах блока 4 памяти и, следовательно, на всех выходах коммутатора появятся сигналы одинакового (высокого) уровня, обеспечивающие обесточивание обмоток шагового двигателя. Информация о состоянии коммутатора, в том числе о направлении движения и режиме коммутации при этом сохраняется (как в реверсивном двоичном счетчике 1, так и в виде потенциальных сигналов на входах коммутатора) и при возобновлении движения, т.е. подаче сигнала низкого уровня на вход 17 включения ЦЦ и сигнала разрешения счета на вход 14 управления, изменение кодовой комбинации на выходах коммутатора начнется из того,же состояния, при котором произошел останов.

Формула и э обретения

Коммутатор для управления шаговым двигателем, содержащий реверсивный двоичным счетчик с тактовым входом, входами управления, модуля счета и реверса, первый, второй, третий входы выбора режима коммутации, первый и второй элементы ИЛИ и блок памяти, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого являются соответствующими выходами коммутатора, первый адресный вход блока памяти соединен с выходом второго разряда реверсивного двоичного счетчика, выxoä четвертого разряда которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом выбора режима коммутации коммутатора, выход подключен к второму адресному входу блока памяти, третий адресный вход которого соединен с третьим входом выбора режима коммутации ком мутатора, а разрешающий вход блока памяти

11 подключен к входу коммутат ора ВклюlI чение шагового двигателя, o т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения путем

4 увеличения числа режимов коммутации, в него введены первый и второй элементы И, третий элемент ИЛИ, первый и второй входы задания тактности коммутации коммутатора, подключенные к первым входам cooTBI1ственно первого элемента ИЛИ и первого элемента

И, второй вход которого соединен с выходом первого разряда реверсивного двоичного счетчика, выход соединен с вторим входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к четвертому адресному входу блока памяти, пятый адресный вход которого соединен с выходом третьего разряда реверсивного двоичного счетчика, шестой выход блока памяти подключен к первому входу третьего элемента 1ШИ, выход которого является соответствующим выходом коммутатора, а второй вход соединен с выходом второго элемента

И, первый и второй входы которого подключены соответственно к четвертому выходу блока памяти и первому входу выбора режима коммутации коммутатора.

1531071

1

I 1

I ф

1 1» и а

Е о о !. м о ф ф ф

1- X ! ЭЭ

01 1

Е е оф! м &- хм

Йф о

ОО - ОО ОООО -»ООО ОО ОООО

ОООО

ОО» ОООО ООО» ОО

ООО

ОО ОООО - ООО ОО ОООО ООО

С»! ф

l/l

ОО ОООО О

ОО ОО ОО ОО»- ОО»- ОООО ф

ОО»-ОООО ООО ОО ОООО ООО

ОО - ОООО ООО ОО ОООО ООО

ОО - -ОООО - О

О О х х к к х х х х х х х х х х х к х х х к х х х х х х к х х х х х х х х х х х х х ххххххххххкххкхкххкккхххххкххххххххххххх.

o Fi !с у фЕ! о

1 а 3, ООCVCVNN» С ЪCAMlи1Q СЧcA»» VIОО(ЧСЧO»f 0 О CAcANLCl&! О СЧcA»f ul

CV CANaCIA CVCANUl4) (VCA%41&-f4 ChN О ОЛф СЧС1 Л ОЛф !Ч<1 т Л О

1 о

»»

О ф

О

М

2(1

О

Ch

О

1

1

I

1

Й

О

Ф

f C(Я

1 о

tg ф ф ф

*в

1- кIC Э ф В! !

» f. CA

Х СЧ

Э lt 1 и й о о

fC М РЪ ф I

ttI ф с»; ф е

ЕХ!

1 Э СЧ

IC O I ф СЧ

1»

Ф ф I

1» ф

Cf ф

Н1-В

2 о ф

IC & ф

М Э ф Ь <Ч

f» I

sâ п о

С»

52

ОВ1

IC ф

Е1 ф х ф Cl С \ ф g, l»C

IC 1 C»I ф Э

I ЭСЧ

Еф! ,О й; - о фе

С0 Я

1531071

1 е! е

1 1

1 Ю е ф е:(1- в

p ccI OW

uI-C оо

-ооо -оооооо- — -oоo оо — --- - оооо--- ——

1 — o о о о - - о о о о о о — — - o о о о о - - - — - - о о о о—

- — o о о о о о - - - о о o o o - - — — о о о о — - - - - - о о о о о оOO — -ОООООО --OOOOO -- -ОООО- ----ООООО оооо - — ---- о оо оооо- - — — -о

1

Х 1

1 !е

I 2 е

° е

«ООО-ОООООО - ООΠ— ОООΠ— — ОООООΠ— — О ОООΠ— — — ОООО -— оооо оооооо оооооо ---о оооо о о — — о о о о о о - - - о о о о о - — - - о о о о — — — — — — о о о о о — О О О О - — — — — - 1! Ео О х х х х м A х Фс Фс х Фс х м м м х !ч

ОС rC Х Х K Х Х Х И !», !Ч OC М Х М М М Х

- - - — - - - - о о o o - - - - — — o хах!

OS! I Ц! хх! о ое о О е!е!ео е!Фво ече. ф е! еч еч еч еч еч еч е»4 еч»- еч еч еч

1 I ! 1

1 М

1 clI I

1 бч I

1 со cvri<ее!Флф ечrl ееЕ! ОЛФ ЕЧЕ Ъevl ОЛФЕΠ— ЕЧ ЕЧPlCМ1 ОC

Ц ccI

» !»

1 tt clI о х

1

1

1

Э 1

t(t o. о

ccI

1 Р о

1 f

ccl

I Е

Х I

X I о

2 I е:! I о

I <Ю 1

1 и !

2 1 ! и о а о

I 1»

1 е!

1 к

X 1 о ! е !

2 1

cf о

Х 1 ! Ф 1 !

П

О о м

О еч о

CIl

СО л

1 о з. о еч о хе I ц

cll !Е Ф э ! е 5M е!! & е»3 !

» Э еч !

ЕХ!

Щ

IC еч

Р 1» П

m ф е»ъ

I мечт

О ф 1

Р3 !" Ие о

К е!е!

1» W

vw еч е) х .ф

Я 3 еТФ

1531071

1! ц

Cjj 1

43 с 4

jjl и сч

Х Е 1

К cjc4 м вl 1

g jjC (4

0

М1 .Ф

Л 44 ф

1 0 л

Ф

4 4 0

1 1 ф

Ch co

1 Л

° Ф 1

M Ю сч н

0 1

3

4Е м

Э

Ф

Юоо

4 Х и ф х

Щ а

0 I

5 !

П

0

О

j «

ОООООО

ООООО

О ОООО

ООО

ООООО

ОООО.О

Ф а ч

Ф

О 1«

0 cn

0 м!л

40 I

«ОООООО«««««««ООО

ООООООΠ— — - — ОООÎq.-- — ---О ООООО °

ООО - ООООО

ООООО«««««««ООООО

«ООООООООО

О--- — ---ООЬО

4 1 О 1 /Ъ P Г W П Оо Ф О 4 4 4 1 .Ф СС! 0 П Х

СЧ (4 СЧ CV <Ч 4Ч 4Ч 4Ч СЧ CV N СЧ СЧ

Cjc! ccrc O сч - cv < л 0 i со в О - cv й

В

О.

44

1

О

О

О

I

1 и