Устройство для программного управления -фазным шаговым двигателем

%Ф СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН БО 1 З 6 З 1)4 005 В ТВЕННЫЙ Н М ИЗОБРЕТЕ ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ОС щ .(088 8) ки ые сч и му типлексоры ьсы высоко т во ССС О, 198 час з импульссчетчикреноса 05 В 19/ етельств 05 В 19/ ся, поние умматора 4 менной скв и на выявляютсности,198 импульсь оторые п Вертор 5 льтиплек аются напрямую иа информационныеров 6. Коммутирулексоров 6 соединерядами счетчика 3.чной способностивие подключения од 54) УСТРОЙ АВЛЕНИЯ п 1- 57) Изобре ике и вычи СТВО ДЛЯ ФАЗНЫМ ШАтение отн слительно использовано дл ами, оснащенным и подач. Цель и ЫМтся х ходы мул арнимие н хник равл говь ру ледс льне еля. оисходитвременно моток исл вод вьпп и груз оч ого дви собно") 22) 11,46) 30.1272) В.В,Л53) 62,5056) Авторско1137443, клАвторское1020800, кл МУ СВИДЕТ ОГО УНГАТЕЛЕМ автомаи может ния и прия - поти устзадан р3 двоичнвертор 52 считаета счетчикты. Показа содержит блок 1 рвыи 2 и второй сумматор 4, ин 6. Счетчик40 40 1 13631Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для управлениястанками, оснащенными шаговыми приводами подач.5Целью изобретения является повышение нагрузочкой способности устройства (для и)4).На Аиг. 1 приведена функциональная схема устройства применительно кш-фазному двигателю; на Аиг. 2 - тоже, применительно к четырехфаэномудвигатели; на Аиг, 3 - временная диаграмма работы устройства и диаграмма изменения токов в фазах двигате 15ля применительно к четырехАазномудвигателю.Устройство содержит (Аиг. 1) блокзадания программ, двоичные счетчики 2 и 3, сумматор 4, инвертор 5,мультиплексоры 6-1б-ш на ш каналов, выходы которых подключень 1 кфазным обмоткам 7-17-ш шаговогодвигателя, шину 8 низкого потенциалаи шину 9 высокого потенциала.25На фиг. 2 показаны обмотки 10-1,10-2,10-3 и 10-4 Ааэового двигателяи мультиплексоры 11-111-4,Устройство работает следующим образом.Рассмотрим работу устройства дляслучая управления четырехфазным шаговым двигателем (ш=4).Тактовая последовательность высоковчастотных импульсов с частотой Х ц 35непрерывно поступаетна вход первогодвоичного счетчика 2, работающего насуммирование,Исходным является состояние, прикотором второй двоичный счетчик 3находится в нулевом состоянии, на выходе переноса сумматора 4 присутствует нулевой; а на выходе инвертора5 - единичный потенциалы. На все управляющие входы мультиплексоров 11 45с выходов старших разрядов счетчика3 поступают нулевые потенциалы, и,следовательно, к выходам подключаются их первые каналы.Такое состояние устройства приведет к тому, что через третью 10-3 ичетвертую 10-4 фазы двигателя потечет номинальный ток , а .в остальных фазах ток будет отсутствовать.С поступлением первого ниэкочастотного импульса на вход счетчика 3 внего записывается цифра 1, вследствие чего на выходе переноса сумматора 4 появляются высокочастотные им 2пульсы со скважностью и частотойГ /И, где И - коэфАициент пересчетавьспервого двоичного счетчика 2, а навыходе инвертора 5 - импульсы с тойже частотой, но со скважностьюБ/М. Так как старшие разряды второго счетчика не изменили своего состояния и выбраны первые каналы мультиплексоров, то через третью Аазу 10-3 двигателя протекает ток, равный И/И , а через первую фазу 10-1 , ток 1/И Х через четвертую Ааэу 10-4 будет протекать ток 1, так как первый информационный вход соединен с шиной высокого потенциала. Через вторую фазу 10-2 ток протекать не будет. Все это приведет к тому, чторотор отработает, дробный шаг, равныйд =Й/И, где бц, - величина основного шага двигателя; И - коэффйциент дробления, величина которого совпадает также с коэфАициентом пересчета первого и младших .разрядов второго двоичных счетчиков 2 и 3.С приходом последующих низкочастотных тактовых импульсов во второй двоичный счетчик 3 поочередно записываются циАры с 2 по И, при этом на выходах его старших разрядов присут" ствуют потенциалы логического нуля и выбраны первые каналы мультиплексоров 11. На выходах переноса 4 поочередно формируются импульсы сь скважностью Б/2, И/3. М/И, а на выходе инвертора 5 - со скважностью Б/Б, И/Б-ЗМ. Это приводит к стутенчатому уменьшению тока И/М, И/Б, 1/И в третьей фазе 10-3 и увеличению 2/И, 3/МБ/Б в первой фазе двигателя. В соответствии с этим ротор двигателя отрабатывает Идробных шагов. Этим завершается первая четверть цикла работы устройства, При поступлении очередного низкочастотного импульса на второй двоичный счетчик 3 происходит переполнение его младших разрядов, и в его старшие разряды записывается цифра 1, а в младшие - 0Запись циАры 1 в старшие разряды счетчика 3 приводит к тому, что выбираются вторые каналы мультиплексоров 11, и, так как в младшие разряды счетчика 3 произведена запись цифры О, то на выходе переноса сумматора 4, как и в первой четверти цикла будет присутствовать нулевой, а на вы-, ходе инвертора 5 - единичный потенци1363140 После завершения четвертой четверти цикла счетчик 3 возвращается в исходное состояние (так как записывается цифра 0 как в младших, так и в старших разрядах), при этом че рез четвертую 10-4 и третью 10-3 фазы двигателя течет ток, а в остальных фазах ток отсутствует, Последующие циклы работы устройства происходят аналогично первому циклу. БОДля обеспечения обратного направления вращения двигателя двоичный счетчик 3 переводится в режим вычитания.Коэффициент пересчета двоичного 55 счетчика 2 равен коэффициенту дробления Я основного шага двигателя и равен коэффициенту пересчета младших разрядов двоичного счетчика 3. Колиалы. Это приведет к тому, что через первую 10-1 и четвертую 10-4 фазы будет протекать ток, равный 1, а в остальных фазах ток будет отсутст 5 вовать. Далее с поступлением очередных низкочастотных импульсов ток в четвертой 10-4 фазе ступенчато уменьшается, в первой фазе 0-1 остается постоянным и равным 1, а во второй фазе 10-2 ступенчато увеличивается и в соответствии с этим ротор двигателя отрабатывает дробные шаги. Этим завершается вторая четверть цикла. После достижения младших разрядов цифры Б в его старшие разряды записываются ЦиФра 2 и выбираются третьи каналы мультиплексоров 11, при этом через первую 10-1 и вторую 10-2 Лазы двигателя потечет ток, равный 1, а в остальных фазах ток будет отсутствоватьПосле завершения третьей четверти цикла, во время которой происходит ступенчатое уменьшение тока в первой и его ступенчатое увеличение в третьей Фазах при сохранении тока равного 1 во второй фазе двигателя, в старшие разряды счетчика 3 записывается цифра 3 и.выбираются четвертые каналы мультиплексоров 11, при этом по второй 10-2. и третьей 10-3 фазах двигателя потечет ток, равный 1, а в остальных фазах ток отсутствует.В течение четвертой четверти цикла ток во второй фазе 10-2 ступенчато ЗБ уменьшается, в третьей фазе 10-3 остается постоянным и равным 11 а в четвертой фазе 10-4 ток ступенчато увеличивается,40 чество старгщх разрядов у двоичногосчетчика 3 определяется количествомфаз ш у двигателя и равно Хойер.Частота импульсов, подаваемых нашину высокочастотного тактирования,выбирается исходя из величины электромагнитной постоянной времени " данного двигателя, а частота импульсов,подаваемых на шину низкочастотныхуправляющих импульсов - в соответствии с требуемой скоростью вращенияротора двигателя,Увеличение нагрузочной способнос-ти происходит вследствие подключенияодновременно большего числа обмотокдвигателя эа счет изменения схемыподключения информационных входовмультиплексоров.ф о в м у л а изобретенияУстройство для программного управления ш-Фазным шаговым двигателем, содержащее блок задания программ, первый и второй счетчики,сумматор, шину низкого потенциала, инвертор и ш мультиплексоров, выходыкоторых подключены к фазным обмоткамшагового двигателя, причем первый ивторой выходы блока задания программподключены соответственно к входамсуммирования первого и второго счетчиков, выходы старших разрядов второго счетчика подключены к соответствующим управляющим разрядным входамкаждого х-го мультиплексора, где ==1ш, выходы младших разрядоввторого счетчика подключены к соответствующим первым разрядным входамсумматора, к вторым разрядным входам которого подключены соответственно разрядные выходы первого двоичного счетчика, выходпереноса сумматора соединен с входом инвертора и.-м информационным входом -го мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения нагрузочкой способности устройства (для ш)4),в него дополнительно введена шинавысокого потенциала, причем выход инвертора соединен с (1 с+1, 1+2ш,12Х)-ми информационными входами, где 1=Ход,ш, соответственно (1,2,ш)-х мультиплексоров, (2,33,4 .1 с+11,2Х)информационные входы соответственно(1,2,ш)-х мультиплексоров подключены к шине высокого потенциала,остальные информационные входы мультиплексоров подключены к шине низкого потенциала.1363140 Составитель Е,Власотор А.Лежнина Техред А.Кравчук ктор А.Обручар 1 3 ака исное зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,ул. Проектная,Тираж ВНИИПИ Гос по делам 035, Москв