Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для многорржнмного управления четырехфазными шаговыми двигателями. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей. Распределитель содержит шины управления 4, тактовую 5, реверса 6, три шипы 1-3 выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик 12, три элемента И 7,8,9, дна элемента ИЛИ 10, 11 и четыре муль

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕспуБлин

„„80ÄÄ 1624656

А1 (ц) H 02 P 8/oo

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н0МНТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПОКРЫТИЯМ

ПРИ AEHT СССР! (2.1) 4435814/07 (22) 06.0о.88 (46) 30,01.91, Бюл. 11 - 4 (71) Специальное конструкторско-техH0JI0. и еское бюро с опытным производством при.Белорусском государств венцом университете им. В. П. Ленина

{72) В.Д, Телегин, 11.Н. Рудой, В. В. Нижников и В. H. JIa>.èaà (53) 621. 3 ) 3. 525 (088. 8} (56) Авторское свидетельство СССР.

Р 1543529, кл. Н 02 P 8/00, 11.04.88.

Авторское свидетельство СССР

11 1474822, кл. Н 02 P 8/00, 06.07.87, 2 (54) РАСПРЕДЕЛ11ТЕЛЬ И1 111УЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИ11 ЧЕТЫРЕХФА311ЬЖ 111АГОВЪ111,11В11ГАТЕЛЕ1 1 (57) Изобретение с тнос)п ся к электротехнике и может быть использовано для многорежимного управления четырехфазными шаговь1ми двнгатслямн. 11ель изобретепия состоит в расширении функциональных воз. .ожностей. Распределитель содержит инны управления 4, тактовую

5, реверса 6, трн инины 1-3 в.»бора ре— жиMa коммутаIJгн1 реперc.;i ïûé двоичный счет чик 2, три элемента И 7,8,9, два элемента Ш1Н 10, )1 и четыре муль1624656

° 3 типлексора 13-16, выходы которых используются в качестве выходов распределителя, а адресные входы соединены с выходами второго и третьего разря5 дов реверсивного двоичного счетчика

12, Расширение функциональных возможностей распределителя достигается благодаря обеспечению трех режимов четыИзобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами и может быть использовано для многорежимного управления четырехфазными щаговыми двигателями.

Цель изобретения — расширение функ10 циональных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации.

На чертеже представлена блок-схема распределителя импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем.

Распределитель. импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем содержит первую 1, вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации, шину 4 .управления, тактовую шину 5, шину 6 реверса, первый 7, второй 8 и

30 третий 9 элементы И, первый 10 и второй Il элементы ИЛИ, реверсивный двоичный счетчик 12, первый 13, второй

14, третий 15 и четвертый 16 мультиплексоры, выходы которых являются выходами распределителя, первый информационный вход первого мультиплексора 13 соединен с вторым информационным .входом второго 14, третьим информационным входом третьего 15, четвер40 тым информационным входом четвертого

16 мультиплексоров и подключен к выходу первого элемента И 7, второй информационный вход первого 13, третий информационный вход второго 14, четвертый информационный вход третьего

15 и первый информационный вход четвертого 16 мультиплексоров подключены к общей шине, третий информационный

50 вход первого мультиплексора 13 соединен с четвертым информационным входом второго 14 первым информационным входом третьего 15 вторым информационным входом четвертого 16 мультиплексоров и подключен к выходу второго элемента ИЛИ Il четвертый информационный вход первого мультиплексора 13 связан с первым информационным рехтактной и двух режимов восьмитакт-. ной коммутации обмоток двигателя. Режимы коммутации и стоянки двигателя, в т.ч, с обесточенными обмотками, организуются с помощью комбинаций потенциальных сигналов на входных шинах распределителя. 1 ил., 1 табл. входом второго 14, вторым информационным входом третьего 15, третьим информационным входом четвертого !6 мультиплексоров, вторыми входами первого 7 и второго 8 элементов И, первого элемента ИЛИ 10 и подключен к второй шине 2 выбора режима коммутации, пер-! вый вход первого элемента И 7 соединен с первой шиной 1 выбора режима коммутации, первый вход первого элемента

ИЛИ 10 подключен к третьей шине 3 выбора режима коммутации и соединен с первым входом второго элемейта ИЛИ 11, второй вход которого связан с выходом второго элемента И 8, первый вход которого подключен к выходу первого разряда реверсивного двоичного счетчика 12, выходы второго и третьего разрядов которого соединены соответственно с первыми (младшими ) и вторы.ми (старшими) адресными входами мультиплексоров 13-16, вход для задания направления счета и тактовый вход реверсивного двоичного .счетчика 12 подключены к шине 6 реверса и тактовой шине 5 соответственно, а вход разрешения счета счетчика 12 соединен с выходом третьего элемента И 9, первыи и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого элемента ИЛИ .10 и шине 4 управления.

Устройство работает следующим образом, При подготовке распределителя к работе в зависимости от требуемого режима коммутации обмоток .шагового. двигателя на первую 1, вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации, т.е. на входы. первого элемента И 7, первого элемента ИЛИ 10, второй вход второго элемента И 8 и первый вход второго элемента ИЛИ 11, обеспечиваю- щих сложение соответственно по И и

ИЛИ сигналов высокого уровня, подаются соответствующие уровни потен1624656 циальных сигналов управления. При отсутствии сигнала запретя (низкого уровня) на выходе третьего элемента

И 9, т.е. входе разрешения счета реверсивного двоичного счетчика 12 последний отсчитывает поступающие на его тактовый вход импульсы, подавае.— мые на тактовую шину 5. При этом записываемое в счетчик 12 двоичное число. с. каждым тактовым импульсом увеличивается либо уменьшается на единицу в зависимости от уровня потенциальногo сигнала на шине 6 реверса. На выходах второго и третьего раз- рядов счетчика 12, модуль счета которого равен 8, при этом формируется двоичный код, изменяющийся по каждому второму тактовому импульсу. Поступая на ядреснь1е входы мультиплексо-. 2О ров 13-16, этот код обуславливает перепись на выходы мультиплексоров сигналов, которь1е формируются ня информационных входах мультиплексоров с помощью первого 7, второго 8 эле ментов И, первого 10 !1 второго 11 элементов ИЛИ из потенциальных сигналов, подаваемых ня первую 1, вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации. В случае режимов с восьмитяктпой коммутацией обмоток двигателя для формирования сигналов 1ля информационных входах мультиплексоров использу.— ется также сигнал, спимяемый с выхода первого разряда счетчика 12. Зависимость вырабатываемых ня выходах мультиплексоров 13-.16 кодовых комбинаций от уровней потенциальных сигналов ня входных шинах распределителя представлена для случая пр:!кого

40 счета в таблиц! .

В зависимости от комбинации потенциальных сигналов ня первой 1, второй 2 и третьей 3 шинах выбора режима коммутации распределитель, как это видно из таблицы, обеспечивает переключение обмоток четырехфазного шагового двигателя по любому из встречающихся на практике алгоритмов, причем благодаря возможности выбора того или иного режима коммутации в каждом конкретном случае могут быть обеспечены как оптимальное энергопотребление, так и соответствующий характер двжения (плавность хода, электрическое демпфирование и т,д,) .

При изменении уровня ««отенциальноI го сигнала на шине б реверса адресный код меняется в обратной последовательности, обеспечивая перепись сигналов с информационных входов мультиплексоров на их выходы в обратном порядке и тем самым отработку реверса шагового двигателя и его вращение в противоположном направлении.

При подаче потенциального сигнала запрета счета (низкого уровня) ня шину 4 управления этот сигнал с выхода третьего элемента И 9 поступает на вход разрешения счета реверсивного двоичного счетчика 12 и блокирует счет, причем записанный ранее код сохраняется на выходах счетчика, благодаря чему обеспечивается стоянка шагового двигателя с включе«!ныл!и обмотками при сохранении информации в распределителе.

Если в данном режиме на вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации подать сигналы низкого уровня, то на всех информационных входах всех мультиплексоров («! тем самым 1:я их выходах1 появятся сигналы низкого уровня независимо от состояния адресных входов мульти«1лексоров, т.е. от состояния счетчика 12, хряняшего инфОрмацию О ПОложени1! ротор!1 двп1 я теля. Блокировка счета в режиме стоянки двигателя с Обесточенными обмотками дополнительно подтверждается сигналом низкого ypcI ««IÄ поступающего с выхода первого элемента ИЛИ 10 ня первый вход третьего элемента И 9.

Для возобновления движения вначале снимается блокировка счета по первому входу третьего элемента И 9 путем подачи соответствующих сигналов ня шины 1-3, после чего на.шину 4 управления подается сигпan разрешения счета.

В сравнении е известными техническими решениями данный распределитель импульсов имеет более широкие функциональные возможности, обеспечивая все возможные режимы коммутации четырехфазных шаговых двигятелей и тем самым расширяя возможности применения электропривода на базе этих двигателей. В каждом конкретном случае распределитель позволяет выбрать режим коммутации, наиболее полно отвечающий режиму нагрузки двигателя и требуемому Iхарактеру . движения, благодаря чему достигается оптимальное энергопотребление и улучшаются динамические характеристики шагового приводя в целом.

1624656

Формула изобретения

Распределитель импульсов для..уп-. равления четырехфазным шаговым двигателем, содержащий шину управления, 5 первую шину выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик, вход задания направления счета и тактовый вход которого подключены к шине реверса и тактовой шине, первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры, первый информационный вход первого мультиплексора соединен с вторым информационным входом второго, третьим информационным входом третьего и четвертым информационным входом четвертого мультиплексоров, второй информационный вход первого, третий информационный вход второго, четвертый информационный вход третьего и первый информационный вход четвертого мудьтиплексоров подключены к общей шике, третий информационный вход первого мультиплексора соединен с четвертым информационным входом второго, 25 первым информационным входом третьего и вторым информационным входом четвертого мультиплексоров, четвертый информационный вход первого мультиглексора связан с первым информационным входом второго, вторым информационным входом третьего и третьим информационным входом четвертого мультиплексоров, отличающийся

Входные шины !

4 3 2 1 5 .В А IV

Такт Адресный Выходы распределителя Режим код

III II I

О 1

1 0

1 ,0

О

О

О

О

0 О

О

О

О

0

О

1 1 0 Х 1

7

8 °

l 1 1 0 1

5

0 О

0 0

0 1

0 1

1 0

1 0

1 1

1 1

О 0

О О

0 0

0 1

О 1

1 0

1 0

1 1

О 0 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации, введены вторая и третья шины выбора режима коммутации, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых подключены к третьей шине выбора режима коммутации, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с второй шиной выбора режима коммутации, вторым входом второго элемента И, четвертым информационным входом первого мультицлексо ра и вторым вхо1-,ом первого элемента

И, первый вхоД которого подключен к первой шине выбора режима коммутации, а выход соединен с первым информационным входом первого мультиплексора, третий информационный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый. вход которого подключен к выходу первого разряда реверсивного двоичного счетчика, выходы второго и третьего разрядов которого соединены соответственно с первыми и вторыми адресными входами мультиплексоров, а вход разрешения счета. связан с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ и шиной управления.

О 0 Четырехтактная

0 G коммутация

О О 3-4-1-2-3...

0 О

0 1

О

1 О

1 О

0 О

1 0 Четырехтактная

1 О коммутация

0 О 23-34-41-12-23

О С

О 1

0 1

1. 1

1 1

О!

624656

Продолженис таблицы

Выходы распределителя Режим

Такт Адресный код

Входные шины

Г1Т t

IV III II I

4 3 2 1 5 В А

1 1 1 1

Четырехтактная коммутация

123-234-341—

-4!2-123...

1 О 1 О

Восьмитактная коммутация

2-23-3-34-4-41— 1-1"-

Восьмитактная

1 О 1 1 коммутация

12-123-23-234-34-341-41-412-12...

Стоянка с вклю0 Х Х Х ченпыми обмотками !!!Д обесточен

О О

0 О

0 0 О Х

Х Хренение адреса

П р и м е ч а н и е. Потенциальные сигналы Х!,Х н Х на шинах 1,2,3 в режиме стоянки с включенными обмотками соответствуют

;одному из пяти режимов коммутации.

Составитель В. Алфимов

Редактор Т. Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши

Заказ 201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

2

4

6.

8

1

3

5

7

9

2

4

6

8

О О

О О

О 1

О 1

1- О

1 О

1 1

1 1

О 0

О О

О О

О 1

О 1

1 0

1 О

1 1

1 1

О О

О. О

О О

О 1

0 1

1 О

1 О ! 1

1 .1

О О

Храйение адреса

О 1

О 1

1 I

1 1

1 1

1 1

1 О

1, О

О 1 .О О

О 1

О 1

1, 1

1 О

1 О

О О

О О

0 0

О 0

0 1

О. 1

1 1

1 1

1 1

1 О

1 О

О О

Сохранение пр

ro состояния

1 1

1 1

1 О

1 О

О . 1

0 1

1 1

1 1 .1 О

1 0

О О

О О

О 0

О 1

О 1

1 1 ! О

1 1

1 . О

1 0

О О

О 1

О

1 1

1 1 едыдуще