Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей. Устройство содержит шины 15 соответственно установки в исходное состояние, реверса, тактирования, задания тактности коммутации и выбора режима коммутации, триггеры 6 и 7 сложения и вычитания, реверсивный счетчик 8, постоянное запоминающее устройство 10. Устройство обеспечивает многорежимное управление и реверс, при котором изменяется угол коммутации. 1 ил., 3 табл.
СОО3 СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН (19) (lf) А1 (S1)S Н 02 Р 8/00
ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДДТЕВЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4363947/24-07 (22) 18.01.88 (46) 23.06.90. Бюл. и 23 (72) Б,Н,Веденеев (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1(1083321, кл. Н 02 P 8/00, 1984, Авторское свидетельство СССР
У 1495976, кл. Н 02 P 8/00, 1987, .(54) РЕВЕРСИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ И(ПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. ЦелЬ изобретения состоит в расширении функциональных возможностей, Устройство содержит шины 1-5 соответственно установки в исходное состояние, реверса, тактирования, задания тактности коммутации и выбора режима коммутации, D òðèããåðû 6 и 7 сложения и вычитания, реверсивный счетчик
8, постоянное запоминающее устройство, Устройство обеспечивает многорежимное управление и реверс, при котором изменяется угол коммутации.
1 ил., 3 табл.
1573523 версе, На чертеже представлена структурная схема распределителя импульсов. г
Распределитель содержит шину 1-э соответственно установки в исходное состояние, реверса тактирования, вь)бора тактности коммутации и выбора 15 режима коммутации, D-триггеры сложения 6 и вычитания 7, реверсивный счетчик 8, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9.
D-триггеры 6 и 7 соединены своими 20 прямыми выходами с входами соответственно прямого и обратного счета реверсивного счетчика 8, разрядные выходы которого подключены к одной группе адресных входов ПЗУ 9, другая 25 группа адресных входов которого соедин6на с шинами установки в исходное состояние 1, реверса 2, выбора тактности ч, третья группа адресных входов подключена.к шинам 5 выбора режима 30 коммутации. При этом выходы ПЗУ 9 соединены с К-входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика
8 с усилителями мощности, с входами
yñòàHoBêè в единичное, состояние Dтриггеров сложения 6 и вычитания 7, тактовые входы которых соединены шиной 3, à D-входы подключены к нулевой шине.
В табл.l приведен пример програм- 40 мирования ПЗУ 9 для 4-фазного двигателя в режимах симметричной и несимметричной коммутации с реверсом, в табл. 2 — пример программирования двух микросхем ПЗ для 6-фазного двигате- 45 ля в режиме шеститактной коммутации с реверсом, в табл.3 — пример программирования ПЗУ 9 для 4-фазного двигателя при смене потенциала на шине реверса и изменении фазы включения, Последующее появление тактовых
55 импульсов не вносит в работу устройства принципиально нового. За время действия каждого тактирующего импульса происходит сброс D-триггера 6 слоИзобретение относится к управлению элвктрическими машинами и может был ь использовано в дискретном электроприводе, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измеиения состояния двигателя при реВ табл.2 приведен пример и принцип составления программы шеститактовой коммутации с режимом реверса шестифазного Illg типа ШД-5Д1, для которого применяются две микросхемы
ПЗУ, адресные входы которых запараллелены, а для выходов применяется сквозная нумерация выводов or О, l и т.д, Устройство работает следующим образом.
В первоначальном состоянии ио шине 1 установки в исходное состояние поступает нулевой потенциал на первый вход ПЗУ 9 и, независимо от состояния остальных адресных входов, сигналы с выхода ПЗУ устанавливают
D-триггеры сложения 6 и триггер 7 вычитания в единичное состояние, реверсивный 8 счетчик — в нулевое.
Появление единичного потенциала на шине 1 установки в исходное состояние говорит о том, что система находится в исходном состоянии и готова принимать тактирующие импульсы на шине 3, На шине 2 реверса присут-. ствует единичный или нулевой потенциал в зависимости от направления вращения ротора шагового двигателя (111Д).
Для пояснения работы устройства предварительно уточняют следующее: на шине 2 реверса присутствует единичный потенциал и независимо от состояния входов ПЗУ- блокируется нулевым потенциалом вход триггера 7 вычитания; на шине 1 задания тактности-нулевой потенциал, что соответствует несимметричному режиму коммутации; длительность тактирующего импульса на шине 3 должна быть больше времени задержки прохождения сигнала через элементы - D-триггер 6 или 7, счетчик 8 и ПЗУ 9, в противном случае произойдет блокировка тактирующих импульсов и останов ШД, С приходом тактирующего импульса на С-:вход триггера 6 сложения происходит его сброс и запись единицы в реверсивный счетчик 8, В результате на входе ПЗУ устанавливается адрес, по которому на первом выходе присут"ствует нулевой потенциал, возвращающий триггер 6 сложения в единичное состояние, По заднему фронту тактирующего импульса второй вход ПЗУ определяет уже новый адрес, приводящий к смене информации на первом вы-. ходе ПЗУ.
14 жения, увеличение на единицу числа на выходе реверсивного счетчика 8 в пределах коэффициента пересчета, возврат D-триггера б сложения в ис— ходное единичное положение нулевым потенциалом на входе, разблокировка
D-триггера 6 сложения, появление на входе единичного потенциала и изменение на один такт алгоритма коммутации фаз ШД, записанного в программе ПЗУ.
Замена на шине 2 реверса и, есте— ственно, на втором входе ПЗУ единич— ного потенциала на нулевой приводит независимо .от состояния других входов к блокировке нулевым потенциалом с второго выхода ПЗУ S-входа D-триггера 6 сложения.
В остальном, работа устройства происходит аналогично описанному, только каждое появление тактирующего импульса уменьшает содержимое реверсивного счетчика 8, заставляя коммутировать фазы ШД в обратной последовательности.
При подаче на шину 4 выбора тактности единичного потенциала происхо-.. дит процесс аналогично описанному.
Отличие заключается только в том, что, если при несимметричной коммутации каждому числу, записанному в реверсивном счетчике 8, соответствовал определенный адрес ПЗУ и соответст— вующее ему включение фаз ШД, при несимметричной коммутации информация на выходе ПЗУ, предназначенная для включения фаз ШД, обновляется через раз, т,е. каждый второй адрес подтверждает состояние фаз ШД, поэтому при работе на частотах, близких к частоте приемистости, для перехода с несимметричных режимов на симметричные отпадает необходимость в изменении тактовой частоты.
В слу чае, если коэффициент пересчета реверсивного счетчика К=2 где и " разрядность счетчика, и он совпадает с числом тактов коммутации фаз ШД,,при переполнении счетчика 8 происходит автоматически возврат в исходное нулевое состояние и процесс коммутации происходит непрерывно.
Для того, чтобы это выполнялось для
ШД, у которого число тактов коммутации не равно 2, например, для шестифазного ШД, программа в ПЗУ записана два раза с нулевого адреса реверсивного счетчика 8 в сторону его уве73523 6 личения и с максимальнс го в сторону его уменьшения, причем в последних адресах каждой программы записаны информация, в результате которой г счетчик 8 по R-входу возвращается в исходное положение, закольцовывая тем самым процесс коммутации фаз ШД.
Использование предлагаемого распределителя позволяет сократить общее количество шин, снизив тем самым требования к системе управления, в частности по созданию необходимого коэффициента пересчета и выбора тактностп коммутации, Кроме того, в момент смены потенциала на шине реверса возможно изменение фазы
ШД, что позволяет уменьшить влияние
20 механического гистерезиса на точность позиционирования, а наличие ограничения на длительность тактирующего импульса повышает помехозащищенность системы и уменьшает возможность от25 работки лишних шагов, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, содержащий нулевую шину, тактовую шину, шину реверса, шину исходного положения, шины-выбора тактности коммутации и режима, реверсивный счетчик и постоянное запоминающее устройство, выходы которого являются выходами распределителя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два D-триггера, соединенные своими прямыми выходами с входами соответственно прямого и обратного счета реверсивного счетчика, при этом одна группа адресных
45 входов постоянного запоминающего устройства соединена с соответствующими разрядными вЫходами реверсивного счетчика, другая группа — с шинами исходного положения, реверса, выбора тактности, третья группа адресных входов подключена к шинам выбора режима коммутации, а выходы постоянного запоминающего устройства соединены с входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика, с входами уста-. новки в единичное состояние D-триггера, тактовые входы которых соединены с тактовой шинои, а информационные входы подключены к нулевой шине;
Примечание
А5 Аб
06
07
А4
А2
Al о о о о
О о
1 о
1
О
1 о
О
1
1
1
1
1 о о
О о о
О о о о о
О о
О
О о
О о о
1
1
1
1
1 о
О о
О
О
1 ! о о о
О о о
О
О
О о о о
О о
О о
О о о о о о, l о
1 о
1 о
1
О
1
О
1 о
1 о
1 о
I
О о о
1
1
1
1
1 о о о
О о
О о
О
О
О о о о о о о ,о
О о х
О
О о о
О о
О о
О о о о
О. о о о о
О о о
АВ
АВ
О
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
l
1
О о
О о о о о
Входы
)АЗ) х х
О О
О 1
О 1
О О ,О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О о
О 1
О О
О 1 о
О О
О 1
О 1
О О х х
О О о
О 1
О О
О 1
О 1
О О о
О 1
О
О 1
О 1
О О
О 1 о
О 0
О 1 о
О О
О 1. о
О О о
О 1 о о х х
О О
О О о о
1 . О
О 1 о о
1 1
1 1
1 1
О О
О О
О О
1 О
1 О
0 о
О
О 1
1 1
1 1 х х
О О
О О
1 1
1 1
1 1
О 1
О I
О 1
1 О
1 О о о о о о о о
1 1
1 1
1 1 о
О 1 о
1 О о о
О О
О 0 х о о
О
О
О о
О
О
О
О
О
1
1
1
1
1
1 х о
О
1
1
1
1
1
1 о о о о о о о о о о о о
> 73523
О О
О. 1
О 1
Z1,1
О 1
О 1 о о
О I
1 1 о
О .О
О О о о о о
1
1
1
1
1 о о
О
О
О о о о о
О .О о
О
1
1 о
О о о о о о
О
О
О о
О
О о
1
1
1..
Та 6
О О
О О лиц
АВ
АВ
АВ в в в вс вс вс с с с сд сд сД д д д
ДА
ДА
ДА
А
АЫ
АВ
АВ
А
А
А
ДА
ДА
ДА д д, д сд сд сд с с с вс . вс вс в в в
АВ
АВ
)U
Продолжение
) 473523 табл. I
Входы Выходы
l.3 1
Примечание
A0 AI А2 АЗ А4 А5 А6 01 02
04 05 06 07
1
1
1
1 ,1
1
1 О
1 . 1
О 1
1 1 ! О
О G
О О
О О
О О
О О
1 О
) u
1 О
О О ,1 О
1 О
О О
l o
1 1
1 1
l 1
1 1
О, l
0 ) О
О
О
О
О
О О
О О
0 О
О О .1 О
1 о
АВ
АВ
АВ
АВ
ВС
ВС
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
)
1
1
1
1
1
1
1
1
О
), 1
1.
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1 0
1 1
0 1
1 О
О О
1, О
1 1
О 1
1 1
1 О
О О
1 О
1 1
О 1
1. 1
1 О
О О х х
О О
1 О
1 1
О 1
1 1
1 О
О О
1 О
1 1
О 1.
1 .l
1 О
О О
1 О
I 1
О 1
1 1
) О
О О
1 О
1 1
0 1
1 1
1 О
О О
1 О ! О
1 О
1 О
О I
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
1 1
1 1
1 1
1 1 ! 1
1 1
О О
О О х . х
О О
О О
1 1 1 1
1 1
1 l
1 1
1 1
О - 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
О О
О О
О О
О О
О О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 0
О О
1 О
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О. 1
О 1
О О
О 1
О 1
О 0
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
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
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О 1
О 1
О 1
О 1
О О
О О
О О
О О
О О
О О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 О
1 О.
1 О
1 О
1 О
1 О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
1 1
1 1
1 0
1 О
1 О
1 О
1 1
I 1
1 1
1 1
1 1
1 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О l.
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
О О
О О
ВС
ВС
ВС
ВС
СД
СД
СД
СД
СД
СД
ДА
ДА
ДА
ДА.
ДА
ДА
АВ
АВ
АВ
АВ
АВ
АВ
АВ
ДА
ДА
ДА
ДА
ДА
ДА
СД
СД
СД
СД
СД
СД
ВС
ВС
ВС
ВС
ВС
ВС
АВ
АВ
12!
573523 а б л и
Примечание
Выходы
Входы
Фазы
А0 А l А2. АЭ А4 А5 Аб А7
03
01 х х х
О
О
О
О
О
О .О
1
1
1
1
О
О
О
О
О
О
О
I
1
1
О
О
О ,О
1 О
1 О
О
О
О
О
1, 1
1
1
1, 1
О
О
1
1
;1
|!
5
l
1
1
1, l
1
1
1
1
1
1
1
1 !
1
1 !
1
1
1
1
1
1
1
1 х х
1 О
1 О
1 О
1 О
1 . О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1- О
1 О
1 . О
1 О
I О
1. О
1 О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О 0
О О
О О
О О
0 О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О, О 0
О О
О О
О О
О О
О О
О Q
О О
О О
О О
О О
О О
0i 0
О 0
0 О х х
О О
1 О
1 1
О 1
1 1
1 О
О О
1 О
1 1
О 1
1 1
1 О
0 О
1 О !
О 1 .1 1
1 О
О О
О. 1
1 1
1 О
О О
1 О
1 1
О 1
1 1
1 О
О О
1 О
1 1
О 1
1 1
1, О
О О
1 О
1 1
О 1
I l
1 О
О О
1 О
1 1
О 1
1 1
1 О
О О о
1 1
О 1
1, 1 ! О
О О
О
О
О
О
О
1
1
1
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
1 .1
1
О
О
О
О
О
О
1
l
1
О
О
О
0
1
О О
О О
0 О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
) О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
1 О
1 О
1. 0
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 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1, О 1
О 1
О 1
О 1
О О
О 1
1. О
О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 . О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
О
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О
О, l
О 0
О 1
О 1
О О
О 1
0 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
0,1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
0 1
О О
О 1
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
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
1
1
1
О
О
О
О
О
О
О
О
О
1
1 !
1
О
О
О
О
О
О
1
l
1
1
О
О
О
О
О
О
О
О
О
1
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
I
1
1
1
О
О
1
1
1
1
О
О
О
О
О
О
О
О
1
1 !
1
1
О
О
О
О
О
О
123
123
123
234
234
234
456
456
456
561
561
56!
612
612
612
123
123
612
612
561
56l
561
456
456
456
234
234
234
123
123
123
612 .6 I?
612
561
561
56
456
456
456
234
234
234
123
123
1573523
Продолжение табл. 2
Примечание
Выходы
Входы
Фаэы
Al А2 АЗ
6 А7 01
04 05
02 03
АО
О 1 1 о
О о I
О О 1
0 0 1 о о о
0 О О о о о о о
1 0 0 о о о о! 1 о
1 1 l
l 1 ) О о о, о
0 о
О О
О
0 о .0 о о о о о о
Таблица 3
Выходы
Входы
Примечание
АО A) А2 А3 А4 А5 А6 О!
02 03 04 05 06 07
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 1
1 1
1 I
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О 1
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О
О О х х х
О О О
О 1 О
О I 1.
О О
О 1 1, О 1 О
О О О
О 1 О
О 1 1
О О 1
О 1 1
О 1 О
О О О
О 1 О
О 1 1
О О 1
О . 1 1
О 1 О.
О О О
О 1 О
О 1
О О 1
О О О
О 1 О
О 1 1
О О 1
О
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
)
I1
1
1
1 !
1
1 х
1.
1
1
1
1
1
l
1
1
1
1
О
О °
О
О о о
О. О
О I о
О О
О 1
О 1
О 0
О 1
О 1
0 О о 1
О .1, о о
1 1
l I
О О
О О
0 О
1 О
1 О
1 О о о о
1 I
I I ! 1 о о
0 О
О I 1 о. о
1 1 I
1 I
1 .1 О
1 1 1
l 1 I о
1 l 1
1 1 1 о
l !
1 I о о о о о х х О
О О 1
О О 1
О О О
О О 1
О О 1
1 О О
1 О 1.
1 О 1
1 О О
1 О 1
1 О 1
О 1 О
О 1 1
О 1 1
О 1 О
О 1 1
О 1 1
1 1 О
1 1 1
1 1 1
1 1 О
1 1 1
О О О
О О О
1 1 О
1 1 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
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
1
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
1
1
1
l
1 О о 234
1 О о 234
1 i О 345
1 1, О 345
1 1 О 345 ! 1 456
1 1 456
1 1 1 456
О 1 . 1 561
О 1 1, 561
О 1 I 561
О О 1 612
О 0 1 612
О О 612
0 О 0 123
О О О )23
О АВ
О АВ
О АВ
О В
О В
О В
О ВС
О BC
О ВС
О С
О С
О С
1 СД
1 СД
1 СД
1 Д
1 l1
Д
1 ДА
ДА
1 ДА
О А
О А
О А
О А
1 ДА
1 Elk 1573523
Продолжение табл.3
Приме. чание
Входы Выходы
АО А1 А2 АЗ А4 А5 А6 01 02 03 04 05 06 07
Составитель В.Алфимов
Техред Л.Сердюкова Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ
Редактор Н,Рогулич
Заказ 1646
Тираж 449
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1 .3035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
«ь
Производственно-издательский комбинат ".Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1 0
1 О
1 О
1 О
1 О
1 О
1. О
1 О
1: О
1 О
1 О
О 1
О 1
О О
О 1
0 .1
О О
О 1
О 1
О О
О 1
О, 1
О О
0 1
О 1
О О
0 1
О 1
О О
1 1
О 1
О 1
О 1
1 О
1 О
О О
О, О
О О
1 1
1 1
1 1
О 1
О
О 1
1 О
I О
1 О ! О
1 О
1 О
1 О
1 О
О
1 0
1 О
О О
О О
О О
О О
О О
О 0
О О
О О
1 0
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О
1 О
1 О
О О ,1 0
1 О
О О
1 О
0
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О 0 1
О, О 1
О О 1
О О 1
О
О 1 1
О 1 1
О 1 О
О 1, 1
О 1 1
1 О
1 1 О
1 1 О .О 1 О
О 1 О
О О
1 О О
1 О 0
ДА
Д, Д
Д
СД
СД
СД
С
С
С
BC
ВС
ВС
В
В
АВ
АВ
