Распределитель импульсов для управления шестифазным шаговым двигателем

 

союз, советских социдлистических, РЕСПУБЛИК

<® «о (я)5 Н 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPM ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,2

1 Г

Изобретение относится к управлению.: мультиплексоры 11-16, выходы которых яв° @ В электрическими машинами и может быть ис-: ляются выходами распределителя, первый пользовано в.шаговом электроприводе на - информационныйвходпервогомультиплек- C) базе шестифазного двигателя.., . сора 11 соединен с вторым — шестым ин- Чо . Целью изобретения является повыше- формационными входами соответственно ф

we надежности путем исключения избыточ-: второго — шестого мультиплексоров 12-16, сО ных состояний и помеховых сигналов:на .. второй — шестой информационные входы выходах распределителя. первого мультиплексора 11 подключены по

На чертеже представлена схема распре- кольцевой схеме аналогично первому ин- у, делителя импульсов для управления вести- . - формационному входу к соответствующим фазным шаговым двигателем., информационным входам второго — шестоРаспределитель импульсов содержит . го мультиплексоров 12 — 16, седьмой и шину 1 "Ход/стоп", кодовый задатчик 2, че- восьмой информационные входы у каждотырехразрядный двоичный счетчик 3 с так- го из мультиплексоров 11-16 объединены; товым входом 4, входом 5 реверса и входом соответствен но с первым и шестым инфор6 разрешения счета. элемент И-НЕ 7, одно- мационными входами этого же мультивибратор 8, триггер 9, блок 10 задания ре- плексора, второй информационный вход., .жимов коммутации, первый — шестой . первого мультиплексора 11 связан с общей

1 (21) 4787875/07 (22) 02.02.90 (46) 30.01„92. Бюл. 3Ф 4 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с .опытным производством при Белорусском Государственном университете им, В. И. Ленина (72) И.Н; Рудой, В.Д. Телегин и В.В. Нижников (53) 621.313.525 (088.8) (56).Авторское свидетельство СССР

hh 1083321, кл. Н 02 P 8/00, опублик.

30,03.83..

Авторское свидетельство СССР

f4 1631691, кл. Н 02 P 8/00;. 14.02.89; (54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ШЕСТИФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе на базе шестифазного двигателя. Цель изобретения состоит в повышении надежности путем исключения избыточных состояний и помеховых сигналов. Распределитель содержит счетчик 3, кодовый задатчик 2, одновибратор 8, триггер

9, элемент И-НЕ 7 и мул ьтиплексоры 11-15.

Использованы присущие прототипу избыточные состояния четырехразрядного двоичного счетчика 3 и избыточность по адресным входам мультиплексоров в качестве рабочих состояний и тем самым исключены причины появления помеховых сигналов на выходах распределителя. 1 ил, .

1709490 шиной, а его первый; третий, четвертый, том информационномвыходеблока10,pasпятый и шестой информационные входы со- но как и на его остальных информационных единены с соответствующими информаци- выходах. не изменяется в процессе работы, онными выходами блока 10 задания оставаясь все время низким либо высоким. режимов коммутации, информационные 5 При наличии потенциального сигнала входы которого подключены к выходам ко- низкого уровня на шине 1 "Ход/стоп" (или дового задатчика 2, входуправления связан при наборе. нулевого кода в кодовом задатс шиной 1 "Ход/стоп", вход для задания чике 2) на управляющем выходе блока 10 тактности коммутации соединен с выходом задания режимов коммутации присутствует пе ваго разряда четырехразрядного двоич- 10 сигнал низкого уровня. Поступая на вход ного счетчика 3, вход 6 разрешения счета разрешения счета четырехразрядного двокоторого подключен куправляющемувыхо- . ичного счетчика 3, этот сигнал блокирует ду блока 10 задания режимов. коммутации, счет своим уровнем при подготовке распревыходы второго, третьего и четвертого делителя к работе. Блокировка счетчика 3 разрядов соединены соответственно с пер- 15 путем установления сигнала низкого уровня выми, вторыми и третьими адресными на шине 1 "Ход/стоп" либо с набором нулевходами мультиплексоров 11-16, первый, вого кода в кодовом задатчике 2 может исвторой и четвертый входы предварительной пол ьзо ваться и в и ро цессе работы установки подключены к входу 5 реверса, распределителя для обеспечения режимов третий вход предварительной установки 20 соответственно фиксированной стоянки связан с общей шиной, тактовый вход 4 объ- шагового двигателя либо стоянки с обестоединен с входом одновибратора 8 и входом. ченными обмотками при сохранении инфор- . установки в единичное состояние триггера мации о состоянии распределителя.

9 вый вход кбторого соединен с выхо- После набора нулевого кода режима ра, тактовы к го овня на.: ом одновибратора 8, выход подключен к 25 боты и подачи сигнала высокого ур в вход записи информации четырехразряд- шину 1 "Ход/стоп" с управляющего выхода ного двоичного счетчика 3, информацион- блока 10 на вход 6 четырехразрядного двоный вход связан с выходом элемента И-HE ичного счетчика 3 поступает разрешающий

7, т ого подключены к выходам сигнал высокого уровня и счетчик 3 начина7, входы которого подкл

ro и четвертого разрядов четырехраз- 30 ет отсчитывать поступающие íà его такторядного двоичного счетчика. вый вход 4 отрицательные у

Устройство работает следующим обра- увеличивая либо уменьшая свое содержимое на единицу с каждым тактовым импульПри включении и подготовкеустройства сом соответственно при низком либо к работе на шине 1 "Ход/стоп" устанавлива- 35 высоком уровне потенциального сигнала на ется сигнал низкого уровня, четырехразряд-, входе 5 реверса. На выходах второго, третьный двоичный счетчик 3 обнуляется (цепи его и четвертого разрядов четырехразрядобнуления стандартны и на чертеже не по- ного двоичного счетчика 3 при этом казаны), а в кодовом задатчике 2 набирается формируется двоичный код, изменяющийся ненулевой код необходимого режима рабо- 40 по каждому второму тактовому импульсу и ты распределителя, преобразуемый блоком подаваемый на соответствующие адресные

10 задания режимов коммутации в требуе- входы первого — шестого мультиплексоров мую совокупность потенциальных сигна- 11-16,.обеспечивая при этом поочередную лов, подаваемых .на информационные выборку информационных входов мультимультиплексоров 11-16. Если при 45 плексоров, сигналы на которых сформироэтом. посредством кодового задатчика 2 ваны блоком 10 задания р н я ежимов был выбран один из четырех возможных коммутации при постоянном поддержании двенадцатитактных режимов коммутации, сигналанизкого.уровнянавтороминформа то уровень сигнала, поступающего с соот- ционйом входе первого мультиплексора 11 ветствующего информ ц формационного выхода 50 и соответствующих информационных вхоблока 10 на третий информационный. вход дах остальных мультиплексоров. С изменепервого мультиплексора 11 и связанные с нием адресного к д го ко а меняется и ним информационные в е входы остальных комбинация сигналов на выходах мульти, б е изменяться с каж- плексоров 11-16, обеспечивая тем самым дым тактовым импульсом соответственно 55 поочередное переключение обмоток шагоуровню сигнала на выходе первого разряда вого двигателя по каждому такту при двечетырехразрядного двоичн г оичного счетчика 3, надцатитактных режимах коммутации

П б о из симметричных т. е. (благодаря изменению сигнала на третьем шеститактных режимов коммутации общим- информационном входе первого мультиколичеством уровень

5 ень сигнала на упомяну- плексора 11 и связанных с ним информаци1709490

20

40

° онных входах остальных мультиплексоров) либо по. каждому второму такту при выборе: одного из шеститактных режимов коммутации.

При подаче тактовых импульсов на вход

4 каждый из этих импульсов запускает одновременно своим окончанием, т. е. переходом из 0 в 1, одновибратор 8, формирующий на своем выходе отрицательный импульс, длительность которого значительно меньше паузы между тактовыми импульсами, С выхода одновибратора 8 отрицательный импульс поступает на тактовый вход триггера

9 и подтверждает своим окончанием еди- . ничное состояние триггера 9 до тех пор, 15 пока состояние счетчика 3 не станет равным

12 при прямом счете либо 15 при работе счетчика в режиме вычитания, т. е. до подачи двенадцатого тактового импульса при отСутствии сигнала реверса. При йоступлении двенадцатого . тактового импульса (к примеру, в режиме прямого счета) на вь ходах третьего и четвертого разрядов четырехраэрядного двоичного, счетчика 3 появляются сигналы высокого уровня, обус-. 25 лавливающие сигнал низкого уровня на вы-. ходе элемента И-НЕ 7 и информационном ., входе триггера 9, переписываемый на выход триггера 9 окончанием импульса с выхода одновибратора 8. Тем самым после подачи двенадцатого тактового импульса с некото,рой временной задержкой, равной длительности формируемого одновибратором 8 импульса, на вход записи информации (8) четырехразрядного двоичного счетчика 3 с 35 выхода триггера 9 поступает разрешающий

1 сигнал низкого уровня, по которому в счетчик 3 в режиме прямого счета записывается нулевой код. На выходах третьего и четвертого разрядов счетчика 3 при этом появля- ются сигналы низкого уровня и наадресные входы мультиплексоров подается нулевой код, обуславливающий выборку сигналов на первых информационных входах мультиплексоров 11 — 16, однако считывание этих входов уже,произошло к данному моменту времени по предшествующему штатному состоянию счетчика 3, равному 12, когда. на, младший адресный вход каждого иэ мульти-, плексоров 11 — 16 с выхода второго разряда счетчика 3 подавался уровень "0", в то время как на старшие адресные входы c выходов третьего и четвертого разрядов счетчика 3 поступали "1", что обусловило выборку седьмых информационных входов; связанных с первыми информационными входами в каждом из мультиплексоров, Тем самым после подачи двенадцатого тактового .импульса и корректного обнуления счетчика 3 по его штатному состоянию, равному 12 в режиме прямого счета, комбинация выход-. ных сигналов распределителя также меняется корректно и без каких-либо прасечек на выходах мультиплексоров. Началом следующего (т. е. тринадцатого) тактового импульса триггер 9 устанавливается в единичное состояние, запрещая дальнейшую запись информации в счетчик 3 вплоть до поступления очередного, кратного 12, тактового импульса, когда вышеописанный процесс обнуления счетчика 3 с корректным изменением комбинации выходных сигналов распределителя повторяется.

При изменении направления движения путем подачи сигнала высокого уровня на вход 5 реверса счетчик 3 начинает работать в режиме вычитания. С учетом четырехразрядности счетчика 3 на всех разрядных выходах его после достижения нулевого состояния и поступления очередного тактового импульса появляется "1", что соответствует состоянию "15" счетчика. На информационный вход триггера 9 вновь с выхода элемента И-НЕ 7 поступает сигнал низкого уровня, записываемый в триггер 9 окончанием импульса с выхода одновибратора 8. В счетчик 3 при этом записывается код числа "11", что ведет к появлению сигнала низкого уровня на выходе третьего разряда счетчика и сигнала высокого уровня на выходе элемента И-НЕ 7 при сохранении уровней "1" на выходах остальных разрядов счетчика. Поступающий при этом на Адресные входы мультиплексоров 1116 код(101) подтверждает выборку шестых информационных входов мультиплексоров, считывание которых произошло по предшествующему Штатному состоянию счетчика 3, равному "15", когда на все адресные входы мультиплексоров подавались уровни "1", обеспечивающие перепись на выходы мультиплексоров сигналов на восьмых информационных входах, связанных с шестыми информационными входами в каждом,из мультиплексоров, Тем самым и в режиме вычитания комбинация выходных сигналов распределителя также меняется корректно, без каких-либо помеховых сигналов на выходах мультиплексоров при использовании состояния "15" счетчика 3, работающего в режиме пересчета на 12, в качестве штатно-, го состояния.

После перезаписи информации (кода числа 1,1) в счетчик 3 триггер 9 устанавливается началом очередного тактового импульса в единичное состояние, блокируя дальнейшую запись данных в счетчик 3 вплоть до отработки очередного цикла и достижения счетчиком состояния "15" в режи1709490 ме вычитания либо состояния "12" при прямом счете.

Таким образом, предлагаемый распределитель импульсов для управления шестифазным шаговым двигателей облаДает, в сравнении с известным техническим решением, более высокой надежностью благодаря использованию присущих прототипу избыточных состояний счетчика в качестве штатных рабочих состояний и исключению помеховых сигналов, в том числе синхронных помех,.на выходах распределителя.

Распределитель мо кет быть реализо.ван на широко распространенных микросхемах серии,155, причем в качестве четырехраэрядного двоичного счетчика можно использовать счетчик К155 ИЕ7 q соответствующей организацией счетного входа и входа реверса, в качестве одновибратора и триггера используется 1/2 микросхемы К1 55 АГЗ и 1/2 микросхемы К155ТМ2 соответственно,.

Формула изобретения

Распределитель импульсов для управления шестифазным шаговым двигателем, содержащий шину "Ход/стоп", кодовый эадатчик, четырехразрядный двоичный счетчик с тактовым входом и входом реверса, элемент И-НЕ, шесть мультиплексоров и блок задания режимов коммутации, информационные входы которого подключены к выходам кодового задатчика, вход управления связан с шиной "Ход/стоп", вход для задания тактности коммутации соединен с выходом первого разряда четырехразрядного двоичного счетчика, выходы второго, третьего и четвертого разрядов которого. подключены соответственно к первым, вторым и третьим адресным входам мультиплексоров, выходы которых являются выходами распределителя, первый информационный вход первого мультиплексора. соединен с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами соответственно второго, третьего, четвертого, пятого и шестого мультиплексоров, вто5 рой,. третий, четвертый, пятый и шестой информационные входы первого мультиплексора подключены к соответствующим информационным входам второго, третьего, четвертого, пятого и шестого мультиплексо10 ров по кольцевой схеме аналогично первому информационному входу первого мультиплексора, второй информационный вход которого связан с общей шиной, первый, третий, четвертый, пятый и шестой инфор15 мационные входы подключены к соответствующим информационным выходам блока . задания режимов коммутации,. управляющий выход которого соединен с входом разрешения счета четы рехразрядного

20 двоичного счетчика, первый, второй и четвертый входы предварительной установки которого подключены к входу реверса, третий вход предварительной установки связан с общей шиной, а выходы третьего и четвер25 того разрядов соединены с входами элемен-.. та И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения избыточных состояний и помеховых сигналов на выходах распределителя, 30 в него введены одновибратор и.триггер, ин- формационный вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, тактовый вход соединен с выходом одновибратора, вход которого связан с тактовым входом четы35 рехраэрядного двоичного счетчика и объе-. динен с входом установки в единичное состояние триггера, выход которого соединен с входом записи информации четырех-. разрядного двоичного счетчика, а седьмой и

40 восьмой информационные входы у каждого мультиплексора объединены соответственно с первым и шестым информационными входами этого же мультиплексора.

1709490

I

Составитель И. Рудой

Техред М.Моргентал

Корректор Л.Бескид

Редактор М.Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 г

Заказ М . Тираж, Подписное

8НР ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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