Распределитель импульсов для управления трехфазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных шаговых двигателей. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения штатных режимов стоянки двигателя с сохранением информации. Распределитель содержит две шины 1, 2 выбора режима коммутации, шины управления 3 реверса 4 и тактовую шину 5, а также два элемента И 7, 9, два элемента ИЛИ 8, 10, реверсивный счетчик 6 и три мультиплексора 11-13, адресные входы которых соединены с выходами второго и третьего разрядов счетчика 6, а выходы используются в качестве выходов распределителя. Цель изобретения достигается благодаря обеспечению штатных режимов стоянки как с включенными, так и с обесточенными обмотками двигателя при сохранении информации о состоянии распределителя. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЕалИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 i ) 4408041 j 24-07 (22) 11.04 ° 88 (46) 15.02.90. Бюл. У 6 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытныч производством при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина (72) И.Н. Рудой, В.Д. Телегин, В.В.Нижников и В.И. Лакизо (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1474822, кл. Н 02 P 8/00, 1987 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 1083321, кл. Н 02 P 8/00, 1984.

„SU„„1543529 А 1

2 (54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ИАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных шаговых двигателей. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения штатных режимов стоянки двигателя с сохранением информации. Распределитель содержит две шины 1, 2 выбора режима коммутации, шины 3 и 5 управ1543529 дания и реверса и тактовую шину 4, а также два элемента И 7,9, два элемвнта ИЛИ 8, l0, реверсивный счетчик

6 и три мультиплексора 11-13, адрес" нше входы которых соединены с выходами второго и третьего разрядов счетчика 6, а выходы используются в

Изобретение относится к технике. управления электрическими машинами и может быть использовано в автомати- 15 зированных системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных шагоВы с двигателей.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем оббспечения штатных режимов стоянки ша "ового двигателя.

На чертеже представлена блок-схема распределителя импульсов для управле 3ия трехфазный шаговым двигателем. 25

Распределитель содержит первую 1 и Вторую 2 шины выбора режима коммутации, шину 3 управления, тактовую шину 4, шину 5 реверса, реверсивный счетчик 6, тактовый вход и вход для задания направления счета которого соединены соответственно с тактовой ш33ной 4 и шиной 5 реверса, вход раз-. р шения счета подключен к выходу первого элемента И 7, соединенного с3 оим первым входом с шиной 3 управления, а выход первого разряда реверсивного счетчика 6 подключен к перв му входу первого элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с вторь3м вхо»,10

ДАм второго элемента И 9, первый вХод которого объединен с вторым входом элемента HJIH 10 и подключен к второй шине 2 выбора режима коммутацни, первый вход второго элемента

ИЛИ 10 объединен с вторым входом первого.элемента ИЛИ 8 и подключен к первой шине 1 выбора режима коммутации, выход второго элемента ИЛИ 10 соединен с вторым входом первого элемен- 50 та И 7, первым информационным входом пврвого 11, Вторым информационным входом второго 12 и третьим информационным входом третьего l 3 мультиплексорОВ Выходы которых являются Выхо

5S дами распределителя, второй информационный вход первого !1 третий информационный вход второго 12 и первый информационный вход третьего 13 качестве выходов распределителя. Цель изобретения достигается благодаря обеспечению штатных режимов стоянки как с включенными, так и с обесточенными обмотками двигателя,при сохранении информации о состоянии распределителя. 1 ил, 1 табл. мультиплексоров подключены к общей шине, третий информационный вход первого 11, первый информационный вход

Второго 12 и второй информационный вход третьего 13 мультиплексоров соединены с выходом второго элемента

И 9, а первые (А) и вторые (В) адресные входы мультиплексоров подключены к выходам соответственно второго и третьего разрядов реверсивного счетчика.

Распределитель работает следующим образом.

При подготовке распределителя к работе в зависимости от требуемого режима к первой 1 и второй 2 шинам выбора режима коммутации, а также к шине 3 управления прикладываются соответствующие уровни потенциальных сигналов управления. При отсутствии потенциального сигнала запрета счета на входе разрешения счета реверсивного счетчика 6, модуль счета которого равен 6, последний отсчитывает поступающие на его тактовый вход импульсы, подаваемые на тактовую шину 4 распределителя, при этом записываемое в реверсивный счетчик 6 двоичное число с каждым тактовым импульсом увеличивается или уменьшается на единицу в зависимости от уровня потенциального сигнала на шине 5 реверса, т.е. на входе для задания направления счета. С помощью двоичного кода, снимаемого с выходов первого, второго и третьего разрядов реверсивного счетчика 6, обеспечивается формирование кодовых комбинаций на выходах

1 мультиплексоров 11-13, соответствующих заданному режиму коммутации обмоток шагового двигателя либо требуемому режиму его стоянки. Зависимость этих кодовых комбинаций от уровней потенциальных сигналов на первой 1 и второй 2 шинах выбора режима коммутации и шине 3 управления представлена в таблице.

5 154

Из таблицы видно, что в зависимости от комбинации потенциальных сигналов (один из которых равен логической единице) на первой 1 и второй 2 шинах выбора режима коммутации предлагаемый распределитель обеспечивает переключение обмоток трехфазного шагового двигателя по любому из встречающихся на практике алгоритмов. При изменении потенциала на шине 5 реверса распределитель по следующему тактовому импульсу обеспечивает формирование обратной последовательности выходных сигналов, причем подача сигнала реверса не вызывает пропуск пли отработку лишних шагов.

При подаче потенциального сигнала низкого уровня на шину 3 управления, т.е. на первый вход первого элемента И 7, обеспечивающего сложение по

И сигналов высокого уровня, сигнал низкого уровня поступает с выхода этого элемента на вход разрешения счета реверсивного счетчика 6 и блокирует счет, причем записанный ранее код сохраняется на выходах счетчика, благодаря чему обеспечивается фиксированная стоянка шагового двигателя с сохранением информации в распределителе.

Распределитель импульсов для управления трехфазным шаговым двигателем, содержащий первую и вторую шины выбора режима коммутации, первый элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, вход для задания направления счета и тактовый вход которого подключен к шине реверса и тактовой шине, первый, второй и третий мультиплексоры, причем первый информационный вход первого мультиплексора соединен с вторым информационным входом второго и третьим информационным входом третьего мультиплексоров, второй информационный вход первого, третий информационный вход второго и первый информационный вход третьего мультиплексоров подключены к общей шине устройства, третий информационный вход первого мультиплексора соединен с первым информационным входом второго и вторым информационным входом третьего мультиплексоров, первые и вторые адресные входы мультиплексоров подключены к выходам соответственно второго и

55 лов высокого уровня, и на выходе второго элемента ИЛИ 10, обеспечивающего (как и первый элемент ИЛИ 8) сложение по ИЛИ сигналов высокого уровня, появляются сигналы низкого уровня, т.е. логические нули. Наличие логических нулей на всех информационных входах всех мультиплексоров обеспечивает в данном случае появление сигналов нулевого уровня на выходах всех мультиплексоров независимо от состояния их адресных входов, т.е. от состояния счетчика 6, сохраняющего информацию о положении ротора двигателя.

Блокировка счета в данном режиме дополнительно подтверждается сигналом низкого уровня, поступающим с выхода второго элемента ИЛИ 10 на второй вход первого элемента И 7. В некоторых случаях, например в случае выполнения двигателя с магнитной фиксацией обмоток, этим сигналом можно непосредственно включить режим стоянки с обесточенными обмотками при сохЕсли в данном режиме на первую 1 и вторую 2 шины выбора режима коммутации подать сигналы низкого уровня, то на выходе второго элемента И 9, обеспечивающего сложение по И сигнаранении информации о состоянии распределителя.

При последующем задании режима коммутации путем изменения сигналов на шинах 1 и 2 и подаче сигнала разрешения счета на шину 3 шаговый двигатель начинает отработку иэ того же положения, в котором произошел его останов. Режим стоянки с обесточенньии обмотками особенно эффективен в том случае, когда шаговый двигатель должен делать в процессе работы продолжительные остановки беэ потери информации. В этих условиях данный режим существенно повышает КПД устройства в целом при одновременном облегчении

I теплового режима других блоков устройства.

В сравнении с известными техническими решениями предлагаемый распределитель импульсов для управления трехфазным шаговым двигателем имеет более широкие эксплуатационные возможности, обеспечивая штатные режимы стоянки как с включенными, так и с обесточенными обмотками, причем любой из режимов стоянки включается независимо от состояния счетчика, но с сохранением информации о состоянии распределителя, в том числе о направлении движения.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

1543529 третьего разрядов реверсивного счет чика, выход первого разряда которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного своим вторым входом к первой шине выбора режима коммутации, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплу1атационных возможностей путем обеспечения штатных режимов стоянки шаго- 10

1, вого двигателя с сохранением. информации, в него введены второй элемент ИЛИ,,два элемента И и шина управления,под(, ключенная к первому входу первого эле1 мента И, выход которого соединен с входом разрешения счета реверсивного счетчика, второй вход соепинен с первым информационным входом первого мультиплексора и подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к первой шине выбора режима коммутации, второй вход объе= динен с первым входом второго элемента И и подключен к второй шине выбора режима коммутации, выход второго элемента И соединен с третьим информационным входом первого мультиплексора, а второй вход второго элемента И.подключен к выходу первого элемента ИЛИ.

Такт

Выходы разрядов счетчика

Входные шины распределителяя

Выходы распределителя

Режим работы

4 2 1 аеввеавеа Юаваап

1 2 3

Х II

1.

2.

3.

4.

5. б.

7 °

1 Трехтак г1 ная комО мутация

О 12-23-311 12

1

0 1

Неститактная коммутация

1-12-223-3-31-1

1 О

Трехтактная коммутация

I-2-3-1

ХI Х2

Стоянка с включенными обмотками

О Стоянка с обесточенными об0 О

По любому такту

О О

Хранение информации мотками

П р и м е ч а н и е. Потенциальные сигналы ХI и Х2 на шинах 1 и 2 в режиме стоянки с включенными обмотками соответствуют одному иэ трех режимов коммутации (0.1, 10, 11).

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

1.

2.

3.

4.

5.6.

7.

По любому такту

О О

О О

0 1

0 1

1 О .1 О

О О

0 . О

0 О

О 1

О 1

1 О

1 0

О О

0 О

О 0

0 1

О 1

1 0

1 0

О 0

Хранение информации

О

О

О

О

О

О

О

О

О !

О

О

О 1

О .1

1 I

1 1

1 О

1 О

О 1

О О

0 1

О 1

1 1

I О

1 О

О О

О О

О О

О

О 1

1 О

1 0

О 0

Сохранение. предыдущего состояния

1

О

0

1

О

О

0