Устройство для управления шаговым двигателем

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсинкСоциалистическиРеслублииде делам абратеи Дата опубликования описания 15.03.83 и втрытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ1Изобретение относится к автоматикеи может применяться в цифровых шаговыхприводах, в системах автоматическогорегулирования.Известно устройство для управленияшаговым двигателем, содержащее регистрномера двигателя, выходы которого соединены через дешифратор с одними входами схем И, другие входы которых подключены к шине питания, а выходы - кпервой группе выходов устройства; схему 10сравнения, входы которой соединены с выходами регистров заданного и текущегоадресов, дешифратор состояния младшихразрядов регистра текущего адреса; выходы которого подключены через усилители 5к фазовым шинам, соединенным черезпоследовательно включенные резисторыи диоды с другой группой выходов уст.ройстваа также содержащее последовательно соединенные схемы анализа адре 20сов, входы которой подключены к выходам регистров заданного и текущего ад-ресов, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом регистра текущего адреса 1 .Однако недостаточная надежность устройства, обусловленная неприспособленностью к работе в условиях сбоев питания, приводит рдгистот адреса к случайным сбоям и отказам. В исходном состоянии в. регистр текущего адреса после включения питания перед каждым новым циклом движения шагового двигателя из ЭВМ .заносится число, равное адресу, в котором остался двигатель в предыдущем цикле поиска, но без учета реального положения вала шагового двигателя. Это число хранится в памяти вычислительной машины. При сбоях питания не обеспечивается автоматическое восстановление режима коммутации фаз шагового двигателя без дополнительных устройств, которые могли бы автоматически корректировать программу вычислительной машины.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления шаговым двигателем, валси коммутатора 1 соединен совходомзаписи р(.гистра 2 адреса, вход управления коммутатора 1 соединен со входомуправления дешифратора 3. 13 ходы формирователя 8 импульсов и блока 9 задержки обьедицены и подключены,к потенциальной шине Е питания.На диске кодового датчика 6 положения наносится, Перфорация, например, в виде отверстий, соответствую 1 цая пс.1 иционному коду при работе. регистра 2 адреса в режиме регистра сдвига, или двоичному коду при работе регистра 2 адреса в режиме счетчика. Перфорацияразмещается ло нескольким дорожкам диска, Для примера рассмотрим четырехтактный шаговый двигатель, имеющийшестнадцать дискретных положений. у него через каждые четыре такта состояние младших разрядов регистра адресаповторяется, Поэтому диск разбиваетсяна четыре сектора с одинаковой перфорацией кодов в каждом секторе. Устройство работает следующим образом, При поступлении от генератора 7 так-. товых импульсов на счетный вход регистра 2 адреса код в нем изменяется на единицу от каждого импульса. Код с. регистра 2 адреса поступает на дешифратор3, на выходе которого формируется фазовый сигнал. Дешифратор 3 коммутирует усилители 4, например, для четырехтактного шагового двигателя 5 по схеме12-23-34-.41, формируя двоичные коды0011, 0110,. 1100, 1001 для соответствующего такта. Фазовый сигнал с выхода усилителя 4 поступает на обмоткишагового двигателя 5, приводя его ось вовращение вместе с диском кодового датчика 6 положния. При выключении питания ось шагового двигателя 5 останавливается в одном издискретных положений. При включениипитания с выхода кодового датчика 6положения код текущего углового положения оси шагового двигателя 5 поступает на информационный вход регистра 2 адреса,который лри включении питания устанавливается в произвольном состоянии.Произвольный код с его выхода поступаетна дешифратор, но не проходит через него, так как он по одному входу запертсигналом с выхода блока 9 задержки,Одновременно лри включении пита 11 ия формирователь импульса от переднего перепада напряжения литания формирует цл 1 пульс записи который посту 11 ает 11 л ВходПРЕДВаРИтЕЛЬНОй ЗаПИСИ Ре 111(;тРЛ . ДР 3 1004078 4которого связан с кодовым датчикомположения, содержащее бессумматорныйэцемент срлвнелия, генератор импульсови подключенный к последнему коммутаторобмоток шагового двигателя, элемент И,связанць 1 й своими входами с входами элемента сравнения и коммутатора, а выходом - с генератором импульсов 21 .Недостатком даннго устройства является отсутствие самовосстановления 0фаз шагового двигателя лри сбое в питании,Пель изобретения - повышение надежности функционирования устройства присбоях в питании. 15Поставленная цель достигается тем,что в устройство для управления шаговымдвигателем, содержащее генератор импульсов и последовательно соединенныекодовый датчик положения, регистр адреса, дешифратор и усилитель, выход которого подключен к шаговому двигателю,введены формирователь импульсов и блокзадержки, выходом соедщ 1 енный с управляющим входом дешифратора и с входом 25генератора импульсов,выходом соединеннсго со счетным входом регистра адреса,Фвход записи которого подключен к выходуформирователя импульсов входом соединенного с входом блока задержки и с по- З 0, тенциальной шиной источника питания.На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.Устройство состоит из коммутатора 1обмоток, содержащего регистр 2 адреса,35который может быть выполнен в видереверсивного счетчика или циклическогорегистра сдвига и у которого выход подключен через последовательно соединекныедещифратор 3 и усилители 4 к обмоткам40шагового двигателя 5;.кодового датчика 6положения, который соединен с осью ц 1 агового двигателя 5, а его выход соединенс информационным входом коммутатора 1обмоток, счетный вход которого соединен45с выходом генератора 7 импульсов, формирователя 8 импульсов, выходы которого подключены к входу предварительнойзаписи, и блока 9 задержки, выход которого подклкчен к входу управления коммутатора 1 и генератора 7, Реверс ком 50мутатора 1 обеспечивается подачей потенциала на вход 10 реверса. ФормироРатель 8 импульсов может быть выполнен, например, из дифференциалы 1 ой цепочки и усилителя-формирователя. Блок 9задержки может быть выполнен, например,в виде интегрируюп 1 ей цепи и пороговогост Г)01 кс твй, 1 ЬО/1 111(епвз р 1(тел 1 л ОЙ за пи5 3;00 г 9 са и разрешает записывать в него код с информационного входа кОммутатора. Через некоторое время после импульса записи блок 9 задержки формирует от напряжения питания потенциал разрешения, % который поступает на второй вход дешифра-, тора 3. Код с выхода регистра адреса проходит через дешифратор и преобразованный поступает через усилители 4 на обмотки шагового двигателя 5, подтверждая положение его оси. Время задержки должно превышать время переходных процессовв устройстве после включения питания и записи кода в регистр 2 адреса. Одновременно потенциал. разрешения с вы хода блока 9 задержки поступает на вход. генератора 7 и запускает его. Импульсы с выхода генератора 7. поступают на счетный вход регистра 2 адреса после.чего ось шагового двигателя:начинает.свое 26 движение с положения, на котором двигатель остановился при выключении питания.Таким образом, введение формирователя импульса,. блока задержки и обратной 2 З связи с шагового двигателя с помощью датчика позиционного.коца на вход регистра адреса позволяет за счет самовосстановления устройства повысить достоверность установки адреса положения . двигателя при .случайном сбое питания и, следовательно, повысить надежнесть функционирования. Кроме того, при включении питания в регистр адреса автоматически заносится код адреса, соответствующий угловому положению вала, при котором остался двигатель перед выключением литания. 78 6При этом отпадает необходимость в операции предварительной подготовки регистраадреса (начальная установка, определениеадреса положения двигателя, ввод щцаса)после включения питания, что в.своюочередь повышает производительностьработы устройства за счет сокрашенияподготовительных ручных операций, апри работе с ЭВМ не усложняется еепрограмма. Формула изобретения Устройство для управления шаговымдвигателем, содержащее генератор импульсов и последовательно соединенные кодовый датчик положения, регистр адреса,дешифратор и усилитель, выход которогоподключен к шаговому двигателю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности функционирования,в него введены формирователь импульсови блок задержки, выходом соединенныйс управляющим входом дешифратора и свходом генератора импульсов, выходомсоединенного со счетным входом регистра адреса, вход записи которого подключен к выходу формирователя импульсов,входом соединенного с входом блока задержки и с потвнциальной шиной источника питания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЫ 419850, кл. С 05 В 19/40, 1972.2. Авторское свидетельство СССРИо 531241, кл. С 05 В 19/18,Н 02 Р 7/62, 1974 (прототип).1004078 Составитель И. ШвеКелемеш Техред Л,Пекарь . Редакто 72 Подписноетвенного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/, ул. Проектная, 4 893/60 Тираж ВНИИПИ Государс по делам и 113035, Москва