Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

(511 4 С 05 В 19/40 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 33 13,Ц Р1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗН 1 И ШАГОВ 1 Е ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано дляпостроения коммутаторов исполнительных устройств,.в частности шаговых двигателей. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства дляуправления шаговым двигателем. Устройство содержит два Р-триггера 1,2,усилители 3 - 6 мощности с обмотками 7 - 10 шагового двигателя, элементы ИСКЛОЧАЮ 111 ЕЕ ИЛИ 11, 12, тактовый генератор 13, выполненный на элементах ИСКЛОЧАЮ 1 ЦЕЕ ИЛИ 4, 17, резисторе 15 и конденсаторе 16. Устройство характеризуется наряду с простотой реализации высокой надежностьюза счет уменьшения внутренних связейи паек, например при выполнении устройства на (двух) микросхемах. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение атосится к автоматике и мажет быть применено для построения коммутаторов н исполнительных устройствах приборов автоматики,в частности шаговых двигателей.Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.На фиг. показана принципиальная схема устройства для управленияшаговым днателем; а фиг,2 - диаграммы импульсан, подаваемых на обмотки шаганова двигателя,Устройство содержит дна Р-триггера 1 и 2, усилтеги 3-6 мощна.ти,фазные обмотки -10 шагового двигателя, элемат, ИС 1".ПОЧ.Я.ПЕЕ ИЛИ 1 1, 12,тактовый генератор 13, включающийэлемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, резистор15, конденсатор 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17.Устройства работает следующим образом.Сигнал "1 высокий уровень на входе направления А и входе управления Б соответствует команде "Стоп". Тактовый генерапор 3 импульсые геерирует. Г-трг срь 1,2 сохраняют свои са, гияця, нал двигателя неподвижен. ля разреш ия вращения сигнал а входе В вье гавляется равным "0" (экий вровень) . При этаэлемент ИСКПЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 работает па первому нхо;, как еинвертирующий повтори;ель та ак на втором его входе присутствует "О" а элеменг 1 СКПОЧАЮЦЕЕ ИЛИ 14 па первому н:,оду работает ка :швертар, поскольку на нгорам еги входе присутствует(плюс источника птания).Предположим чта на первом входе элемента 17 присутствует "0". Следовательно, на выходе также О, а на выходе э темета 14 - " "поскольку элемент 17 - повторитель, а элемент 14 - инвертор), Конденсатор 16 начинает заряжаться через резистор 15 ат выхода элемента 14 да тех пор пока напряжение а нем не возрастет да верхнего пара; а срабатывания элемента 17 (т.е. пока сигнал на его первом входе не станет равным "1" ) после чего на его выходе лавинообразно появится 1". Следовательно, на выходе элеменга 14 вместо появится "0". Конденсатор 16 начинает разряжаться через резистор 15 до тех пор, пока напряжение на первом входе элемента 17 не угадет до нижнего)О5 20 25 30 35 40 45 50 55 порога срабатывания. При этом на выходе элемента ИСК)ПОЧАЮП 1 ЕЕ Иг 1 И 17 установится О , а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 - . Далее процесс повторяется. Таким образом, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 14 периодически появляются прямоугольные импульсы, период которых равен 1,4 КС, где К - сопротивление резистора 15, С - емкость конденсатора 16.С выхода тактовогоенератора 13 импульсы поступают на тактовые входы (входы С) Р-триггеров 1,2. Пусть в исходный момент времени в обоих риггерах установилась "1". Поскольку на первых входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, 12 присутствует "1", то па второму входу они работают ка иннерторы. Значит, на выходе элемен.га ИСК:ПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 будет "1", поскольку на его второй вход подается "О" (инверсный выход Р-триггера 2). Если н триггере записана та на его прямом выходе будет "1", а на инерснам - "О". А так как на Р-вход; Р-триггера 1 присутствует "1", та после прихода первого тактонага импульса (фиг.2) состояние триг 1г - аа н е м е н я е т с я , 1 с прямого выхода 1 - т риг г е ра 1 инв а р т иру е тс я в элем ен т е ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И.1 И 1 2 . Следователь о , г а Р - в х оде Р- т риг г е ра 2 в момент прихода первого тактового импульса присутствует " 0 " . А значит , так тон ьп имп ул ь с (А) перебросит Р -т ригг е р 2 и з состояния " 1 " в состояние " 0 " . Поскольку Р - три г г ер 2 изменил свое состояние , т а сигнал на Р-н ходе Р - т ри г г ера 1 также изменится и в т арой тактовый импульс перебросит Р- т риг г е р 1 из состояния "" в с остояниеО ", Следовательно , на Р-входе Р- т ри г г е ра 2 установится "" и третий тактовый импульс перебросит ег а в состояние " 1 " и т . д . Поскольку выходы Р- т риг г е ров 12 подключены к входам усилителей 3 -6 мощности , то фа з ные обмотки 7 - 1 О начнут по оч ереди , синхронно ( с приходом тактовых импуль с он ) п одключ а ть с я к источнику питания ( не и ок а з ан ) .Причем в любой момент времени к источнику питания подключены одновременно дв е соседние обмотки шаг ов ог о двигателя (фиг . 2 ) . Вал шагового двигателя начнет вращаться в какую.пиб а одну сторону , всякий ра э о т ра батыная один шаг после прихода очередного тактового импульса.Пусть сигнал на входе направления А сменился с "1" на "О" (смена направления вращения) и первоначально в обоих П-триггерах установлены "1". Так как на первых входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,12 присутствует 11 11О , т о и о второму входу они работают к ак и он тор ит ел и ( на выходе то т ж е сигнал , ч то и н а втором входе) . Следовательно , и первый момент в р еме ни на П - в х од е П- т риг г ера 1 будет 1 1О , так как он соединен через элемент ИСКЛМЧА 101 ЕЕ ИЛИ 11 с инверсным выходом П-триггера 2, а на П-входе П-триггера 2 будет "1 ", поскольку он соединен через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 с прямым выходом П-триггера 1. А значит, тактовый импульсперебросит П-триггер 1 из состояния "1 в состояние "О". Состояние П-триггера 2 не изменится. Смена состояния П-триггера 1 вызовет смену сигнала на П-нходе П-триггера 2. Следовательно, тактовый импульс перебросит его н состояние "О". Смена состояния П-триггера 2 приведет к смене сигнала на П-входе П-триггера 1, Следовательно, тактовый импульс ) перебросит его в состояние , Тактовый импульс (8) перебросит П-триггер 2 н состояние "1" и т.д. Выходы П-триггеров 1 и 2 подключены к усилителям 3-6 мощности, которые непосредственно коммутируют токи в обмотках 7 - 10 шагового двигателя. Обмотки шагового двигателя также поочередно будут подключаться к источнику питания, но уже в обратной последовательности. Вал двигателя будет вращаться в обратном направлении.Для остановки шагового двигателя на управляющий вход Б подается "1". Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 становится инвертором, Генерация прекращается. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 сохра. няет то состояние, которое он имел в момент прихода "1" на вход Б. Тактовые импульсы не формируются. Вал двигателя неподвижен. Выполнение всего устройства на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ позволяет реализовать его на двух микросхемах. Например, одна микросхема 564 ЛП 2 содержит четыре схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 5 1015 20 ответственно первая, вторая, третья и четнгртая фазные обмотки шагового двигателя, причем С-входы П-триггерон соединены между собой, прямой и 25 инверсный выходы первого П-триггера1 соединены с входами соотнетстненно тре.ьего и первого усилителей мощности, прямой и иннерсный выходы второго П-триггера соединены с входа 30 5055 35 40 45 а одна микросхема 564 ТМ 2 содержитдна П-триггера, Все устройство вместе с тактовым генератором, не считаяусилителей мощности, состоит из четырех элементов - резистора, конденсатора и двух микросхем, Так как устройстно устойчиво работает с любогоисходного состояния, то не требуются также элементы первичной установки. формула изобретения.Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее тактовый генератор, перный и второй П-триггеры, первый, нторой, третий и четвертый усилители мощности, к выходам которых подключены соми соответственно второго и четвертого усилителей мощности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения конструкции устройствавнего введены первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенные выходами с П-входами соответственнопервого и второго П-триггерон первые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены исоединены с входом направления устройства, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с инверсным выходом второго П-триггера,С-вход которого подключен к выходутактового генератора, второй входвторого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИподключен к прямому выходу первогоП-триггера, Б- и К-входы П-триггеров подключены к шине низкого потенциала.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что тактовый генератор содержит первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, конденсатор и резистор, первый нывод которого соединен с выходом тактового генератора и с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первый вход которого соединен с выходом второго1348775 Фиг. г Составитель Е.ВласовРедактор А.Маковская Техред А,Кравчук Корректор М.Максимишинец Заказ 5188/46 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первымвыводом конденсатора, второй выводкоторого подключен к второму выводурезистора и к первому входу второгоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом управления тактового генератора, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к шине высокого потенциала.