Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для многорежимного управления любым четырехфазным реверсивным шаговым двигателем. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем реализации режимов симметричной и несимметричной коммутаций. Устройство содержит четыре усилителя 1.1-1.4 мощности, соединенные с соответствующими фазами двигателя, шину 2 тактирования, первый 3.1 и второй 3.2 D-триггеры с объединенными входами синхронизации , три элемента 4.1-4,3 неравнозначности , шину 5 реверса, счетный Т-триггер 7, первую 6.1 и вторую 6.2 шины управления режимом коммутации, первый 8.1 и второй 8.2 элементы Й-НЕ, четыре элемента И 9.1-9.4-и четыре элемента ИЛИ- НЕ 10.1-10.4. 1 ил. ы Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)5 Н 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0.4

6:2 (21) 4751809/07 (22) 23,10.89 (46) 07.03.92. Бюл. N 9 (71) Кооператив "Сигма" при Ереванском конструкторском отделе Специального конструкторского бюро Всесоюзного научноисследовательского института оптико-физических измерений (72) B,Ø.Àðóòþíÿí, А.З,Мурадян и Г.Б,Мнацаканян (53) 621.313.525(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1246332,,кл. Н 02 P 8/00, 1986

Авторское свидетельство СССР

N 1283937, кл. Н 02 P 8/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для многорежимного управления любым четырехфазным реверсивным шаговым двигателем.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем реализации режимов симметричной и несимметричной коммутаций, Устройство содержит четыре усилителя 1,1 — 1.4 мощности, соединенные с соответствующими фазами двигателя, шину

2 тактирования, первый 3.1 и второй 3.2

D-триггеры с объединенными входами синхронизации, три элемента 4.1 — 4,3 неравнозначности, шину 5 реверса, счетный

Т-триггер 7, первую 6.1 и вторую 6.2 шины управления режимом коммутации, первый

8,1 и второй 8.2 элементы И-НЕ, четыре элемента И 9.1 — 9,4-и четыре элемента ИЛ ИНЕ 10.1 — 10.4. 1 ил, 1718364

10

25

Изобретение относится к управлению электрическими машинами в электротехнике и может быть использовано для многорежимного управления любым четырехфазным реверсивным шаговым двигателем.

Известно устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее реверсивный распределитель импульсов, четыре элемента И, четыре элемента ИЛИ, четыре усилителя мощности, соединенные с соответствующими фазами двигателя, и шину управления режимом коммутации фаз.

Недостатками этого устройства являются сложность схемы (с учетом внутренней структуры его реверсивного распределителя импульсов) и ограниченность функциональных возможностей, обусловленная обеспечением только двух режимов коммута ции фаз.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее четыре усилителя мощности, соединенные с соответствующими фазами двигателя, шину тактирования, первый и второй D-триггеры с объединенными входами синхронизации, первый элемент неравнозначности, выход которого соединен с D-информационным входом первого триггера, и шину реверса, соединенную с первым входом первого элемента неравнозначности. Оно содержит также второй элемент неравнозначности, входы которого соединены с.шиной реверса и с прямым выходом первого триггера, а выход — с D-информационным входом второго триггера.

Недостатками этого устройства являются ограниченность функциональных возможностей и области применения, обусловленные обеспечением только парного режима коммутаций фаз.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем реализации режимов симметричной поочередной и несимметричной коммутаций фаз.

Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее четыре усилителя мощности, два 0-триггера с объединенными входами синхронизации, шину тактирования, два элемента неравнозначности, первые входы которых соединены с шиной реверса, выходы — с информационными входами соответствующих 0-триггеров, а второй вход второго элемента неравнозначности соединен с прямым выходом первого О-триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатаци% онных возможностей путем реализации режимов симметричной и несимметричной коммутации, введены счетный Т-триггер, два элемента И вЂ” НЕ, четыре элемента И, четыре элемента ИЛИ вЂ” НЕ, третий элемент неравнозначности и две шины управления режимом коммутации, соединенные с первыми входами всех элементов И вЂ” НЕ, выход первого из которых подключен к первым входам всех элементов И, второй вход — к выходу второго элемента И вЂ” НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом счетного Т-триггера, вход которого подключен к шине тактирования, инверсный выход — к второму входу третьего элемента неравнозначности, первый вход которого подключен к шине реверса, выход — к входам синхронизации D-триггеров, прямой выход первого из которых соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ вЂ” НЕ и второго элемента И, инверсный выход — с вторыми входами третьего элемента ИЛ И вЂ” Н Е и. четвертого элемента И, прямой выход второго 0-триггера — co вторыми входами второго элемента ИЛИ вЂ” Н Е и третьего элемента

И, инверсный выход — с вторыми входами четвертого элемента ИЛИ вЂ” НЕ, первого элемента И и первого элемента неравнозначности, первые входы элементов ИЛИ вЂ” НЕ соединены с выходами соответствующих элементов И, а выходы — с входами усилителей мощности.

На чертеже показана функциональная схема устройства для управления четырехфазным шаговым двигателем..

Устройство содержит четыре усилителя мощности 1.1-1.4, соединенные с соответствующими фазными обмотками И/1-WIV двигателя, шину 2(Т) тактирования, первый

3,1 и второй 3.2 D-триггеры, первый 4,1, второй 4.2 и третий 4.3 элементы неравнозначности, шину 5 реверса, первую 6.1 (Y>) и вторую (Yz) шины управления режимом коммутаций, счетный Т-триггер 7, первый 8,1 и второй 8.2 элементы И вЂ” НЕ, с первого по четвертый элементы И 9.1 — 9.4 и с первого по четвертый элементы ИЛИ-НЕ 10,1 — 10,4, Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения того или иного режима переключения фаз шагового двигателя к шинам управления режимом 6.1 и 6.2 прикладываются соответствующие нулевые и единичные логические потенциалы. B зависимости от требуемого порядка (направления) переключения фаз к шине реверса 5 прикладывается нулевой или единичный логический потенциал.

При подаче тактирующих импульсов к входу 2 счетного триггера 7 происходит его

1718364

45

50 потактное переключение. Прямоугольные сигналы от его инверсного выхода через элемент 4.3 неравнозначности поступают к синхронизирующим входам 0-триггеров 3.1 и 3.2. В результате этого через такт поступления импульсов на шину 2 происходят переключения D-триггеров 3.1 и 3.2. При этом, если задан порядок переключения фаз двигателя (к шине 5 приложен нулевой потенциал), то на прямых выходах D-триггеров периодически формируются двоичные коды

00, 10, 01, 00,..., а если задан обратный порядок переключения фаз (к шине 5 прило-, жен единичный потенциал), то на прямых выходах этих триггеров периодически формируются двоичные коды 00, 01, 11, 10, 00,...

Эти коды проходя через соответствующие логические элементы 9.1-9.4, 10.1-10.4, и усилители 1.1 — 1,4 мощности создают тот или иной режим коммутации фаз шагового двигателя, Причем, если к шине 6.1 приложен нулевой потенциал и к шине 6.2 любой потенциал, то для двигателя создается режим поочередного переключения фаз с кодами на выходах элементов 10.1 — 10.4 0100, 0010, 0001, 1000, 0100,... при прямом порядке, и с кодами 0100, 1000, 0001, 0010, 0100„;. при обратном порядке. Если же к шине 6.1 приложен единичный потенциал, а к шине

6.2 — нулевой потенциал, то создается режим парного переключения с кодами на выходах элементов 10.1 — 10.4: 1100, 0110, 0011, 1001, 1100,... при прямом порядке и с кодами 1100, 1001, 0011, 0110,... при обратном порядке, При описанных двух симметричных режимах переключения фаз выходные сигналы счетного триггера 7 фактически не поступают к элементам 9 и 10 (из-за блокировки на входах элементов 6.1 и 6.2 соответствующими входными управляющими потенциалами).

Счетный триггер 7 вводится в процесс формирования выходных. кодов переключения фаз двигателя в несимметричном режиме, который создается при приложении единичных потенциалов к обоим шинам 6.1 и 6.2 управления. При этом на выходах элементов 10.1 — 10.4 формируются соответствующие коды переключения 1100, 0100, 0110, 0010, 0011, 0001, 1001, 1000, 1100,... при прямом порядке и коды 1100, 1000, 1001, 0001, 0011, 0010, 0110, 0100, 1100,.;. при обратном порядке переключения, Устройство лишено логической избыточности, т.е. в нем отсутствуют запрещен5

35 ные или недопустимые логические состояния, поскольку все двоичные коды 0-триггеров используются для формирования соответствующих режимов переключения фаз.

Исходное состояние Т-триггера также не сказывается на нормальную работу устройства, так как этим обусловлен только временный сдвиг переключения фаз по отношению к входным тактирующим сигналам.

Формула изобретения

Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее четыре усилителя мощности, два D-триггера с объединенными входами синхронизации, шину тактирования, два элемента неравнозначности, первые входы которых соединены с шиной реверса, выходы — с информационными входами соответствующих D-триггеров, а второй вход второго элемента неравнозначности соединен с прямым выходом первого D-триггера о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем реализации режимов симметричной и несимметричной коммутации; введены счетный Т-триггер, два элемента И вЂ” НЕ, четыре элемента И, четыре элемента ИЛИ вЂ” НЕ, третий элемент неравнозначности и две шины управления режимом коммутации, соединенные с первыми входами всех элементов И вЂ” НЕ, выход первого из которых подключен к первым входам всех элементов И, второй вход — к выходу второго элемента И вЂ” НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом с четного Т-триггера, вход которого подключен к шине тактирования, инверсный выход — к второму входу третьего элемента неравнозначности, первый вход которого подключен к шине реверса, выход — к входам синхронизации D-триггеров, прямой выход первого из которых соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ вЂ” НЕ и второго элемента И, инверсный выход — с вторыми входами третьего элемента ИЛИ вЂ” Н Е и четвертого элемента И, прямой выход второго 0-триггера — с вторыми входами второго элемента ИЛ И вЂ” Н Е и третьего элемента И, инверсный выход — с вторыми входами четвертого элемента ИЛИ вЂ” НЕ, первого элемента И и первого элемента неравнозначности, первые входы элементов ИЛИ вЂ” НЕ соединены с выходами соответствующих элементов И, а выходы — с входами усилителей мощности.