Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИ 19 504 Н 02 Р 8/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЛСТ АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственноуниверситете им, В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРВ 641396, кл. 0 05 В 11/01,05.01,79,Авторское свидетельство СССР Мф 1399883, кл. Н 02 Р 8/00, 29.08.86.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электрохинке и может быть использовано шаговом электроприводе с ограниченным перемещением подвижного элемента, Цель изобретения - повышениебыстродействия в частотном диапазонениже частоты приемистости, В устройство введены шина частоты приемистости, два мультиплексора1 и 12 и дватриггера 9, 10, с помощью которыхобеспечивается оптимальная скоростнаяхарактеристика управляемого обьектапри движении его в ограниченном диапазоне перемещений на частотах ниже частоты приемистости и при частойсмене направления движения. Смена направления движения по сигналу реверспроводится на частоте приемистости,1 илИзобретение относится к управлению электрическими машинами и можетбыть использовано в шаговом электроприводе с ограниченным перемещением,Цель изобретения - повышение быс -5тродействия в частотном диапазоне ниже частоты приемистости.На чертеже представлена блок-схема,устройства для управления шаговымдвигателем,Устройство содержит тактовую шину, шины "Направление", "Режим" и"Частота приемистости", коммутатор 1,первый триггер 2, датчики 3 предельных положений объекта, переключатель4 импульсов синхронизации, дешифратор 5, счетчик б, распределитель 7импульсов, многоканальный выходнойусилитель 8, второй 9 и третий 1 О 20триггеры, первый 11 и второй 12 мультиплексоры, причем входы коммутатора 1 соединены с шинами "Направление", "Режим", тактовой шиной, выходом первого триггера 2 и его установочными входами, которые подключенык соответствующим выходам датчиков 3предельных положений объекта, Первыйвыход коммутатора 1 подключен к установочному входу Б второго триггера 9 30и третьему информационному входу первого мультиплексора 11, второй выходкоммутатора 1 соединен с установочнымвходом Я второго триггера 9 и вторыминформационным входом второго мультиплексора 12, а выход второго триггера 9 подключен к первым (младшим)адресным входам А первого 11 и второго 12 мультиплексоров, вторые ( старшие) адресные входы В которых соединены с выходом третьего триггера 10,счетный вход С которого связан с тактовым входом переключателя 4 импульссов синхронизации, первый и второйвыходы которого соединены с соответ 45ствуюцдми входами распределителя 7импульсов, входы которого подключенык входам многоканального выходногоусилителя 8, а третий выход переключателя 4 импульсов синхронизации соединен с входом счетчика б, выход ко 50торого через дешифратор 5 подключенк тактовому входу переключателя 4 импульсов синхронизации, входы направления которого соединены соответствен-.55но с выходами первого 11 и второго12 мультиплексоров, а первый информационный вход первого мультиплексора11 и четвертый информационный вход второго мультиплексора 12 объединеныи подключены к шине частоты приемистостиУстройство работает следующим образом,Если управляемый объект не находится в одном из крайних положений,т,е, ни один иэ датчиков 3 предельныхположений объекта не включен, а нашину "Режим" подан высокий потенциал,то на одном иэ выходов коммутатора 1,выбор которого определяется в данномслучае независимо от состояния первого триггера 2 уровнем потенциальногосигнала на шине "Направление", появ"ляются импульсы синхронизации, подаваемые на тактовую шину устройства.При наличии, к примеру, высокого поттенциала на шине "Направление" импу =льсы синхронизации проходят на первый,выход коммутатора 1, при этом первыйиз этих импульсов устанавливает второй триггер 9 в нулевое состояние илйподтверждает это состояние, обусловив тем самым низкий потенциал напервых (младших) адресных входах Апервого 11 и второго 12 мультиплексо"ров, в качестве которых может бытьиспользован сдвоеный селектор-мультиплексор с общими адресными входами,Третий триггер 1 О при включенииустройства принудительно устанавливается (цепи установки этого триггера на схеме не показаны) в состояниесоответствующее заданному направлениюдвижения: единичное при движении вправо или нулевое при движении объектавлево, При заданном движении вправона вторых старших) адресных входахВ первого 11 и второго 12 мультиплексоров присутствует высокий потенциал,и импульсы синхронизации с первоговыхода коммутатора 1 проходят. черезтретий информационный вход первогомультиплексора 11 на его вход, поступая далее на переключатель 4 импуль"сов синхронизации и с его выходана соответствующий вход распределителя 7 импульсов, который через многоканальный выходной усилитель 8 включает обмотки шагового двигателя, обеспечивая вращение его ротора, к примеру, по часовой стрелке, При сохранении высокого потенциала на шине "Ре"жим" и подаче низкого потенциала нашину "Направление" импульсы синхрони"зации появляются на втором выходе коммутатора 1, в то время как поступле31174первом и втором адресных входах мультиплексоров),После отработки режима реверса начастоте приемистости третий триггер10 сигналом окончания реверса с дешифратора 5 устанавливается в единич"ное состояние и движение шаговогодвигателя осуществляется в заданномнаправлении на частоте импульсов синхронизации, поступающих на третий информационный вход первого мультиплексора 11,При подаче на шину "Режим" низкого потенциала устройство обеспечивает циклическое перемещение управляемого объекта в заданных пределахв автоматическом режиме, Потенциальные сигналы датчиков 3 предельных положений объекта в данном режиме, поступая на установочные входы первоготриггера 2, управляют его состояниеми тем сажм обуславливают наличие импульсов синхронизации на одном из вы 25 ходов коммутатора 1 независимо от потенциала на шине "Направление", Приизменении состояния первого триггера 2 вследствие срабатыващя соответствующего датчика 3 предельного полоЗО жения по приходу в другое предельноеположение происходит блокировка движения в данном направлении, отработка реверса на частоте приемнстости ивключение шагового двигателяв проти 1воположном направлении,35Таким образом, предлагаемое устройство для управленияшаговым двигателем обладает более высоким. в сравнении с известным быстродействием4 О при управлении объектом с ограниченным диапазоном перемещений в частотном диапазоне ниже частоты приемистости шагового двигателя, посколькуреверс шагового двигателя всегда от 45 рабатывается на частоте приемистости,т,е. независимо от частоты импульсовсинхронизации, что обеспечивает необходимую остановку шагового двига-теля при изменении направления дви 50Формула из обр етения,Прй повторном реверсе, т. е, пода" че высокого потенциапа на шину "НапИравление и сохранении высокого потенциала на шине "Режим" реверс отрабатывается на частоте приемистости ана. - логично описанному, с той лишь разйицвй, что импульсы с шины частоты приемистости проходят только через первый информационный вход первого мультиплексора 11 (низкие потенциалы на 3 144ние импульсов синхронизации на первый выход коммутатора 1 прекращается,При этом первый же импульс второговыхода коммутатора 1 устанавливаетвторой триггер 9 в единичное состояние, а состояние третьего триггера 10остается без изменений,Высокий потенциал на первых и вторых адресных входах первого 11 и второго 12 мультиплексоров. разрешаетпрохождение импульсов с шины частотыприемистости только через четвертыйинформационный вход второго мультиплексора 12 на ег выход, причем смена подачи импульсов с выхода первогомультиплексора 11 на вход второгомультиплексора 12 (и наоборот) вызывает отработку режима реверса переключателем 4 импульсов синхронизации,счетчиком 6 и дешифратором 5, По сигналу окончания реверса, вырабатываемому дешнфратором 5, третий триггер10 устанавливается в нулевое состояние, в то время как единичное состояние второго триггера 9 постоянноподтверждается импульсами синхрониэ ации, поступающими с второго выходакоммутатора 1, Высокий потенциал напервых (мпадших) адресных входах первого1 и второго 12 мультиплексорови низкий потенциап на их вторых (ста.. рших) адресных входах разрешают прохождение импульсов синхронизации свторого выхода коммутатора 1 черезвторой информационный вход второгомультиплексора 12 на его выход и далее.через переключатель 4 импульсов синхро низации на второй выход распределителя7 импульсов и многоканальный:выходнойусилитель 8, обеспечивая вращение ро тора шагового двигателя .в противопо, ложном направлении, причем поступление импульсов синхронизации на второйвход распределителя 7 импульсов начинается по сигналу окончания реверса,а сам реверс отрабатывается на частоте приемистости,Устройство для управления шаговымдвигателем, содержащее подключенные55 к установочным входам первого трнг"гера датчики предельных положенийобъе кт а, коммут атор, входы ко тор о госоединены с пинами "Направление",Составитель В,АнфимовТехред М,Дицык Редактор М,Бланар Корректор А,Обручар Заказ 6393/52 Тираж 584ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобрЕтений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 14431 первого триггера и его установочными входами, последовательно соединен-. ные многоканальныи выходной усилитель и распределитель импульсов, входы которого соединены с первым и вторым5 выходами переключателя импульсов синхронизации, третий выход которого подключен к входу счетчика, а тактовый вход через дешифратор соединен с выходом счетчика, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышеНия быстродействия в частотном диапазоне ниже частоты приемистости, в него введены шина частоты приемистости, 15 второй и третий триггеры, первый и второй мультиплексоры, выходы кото" рых соединены соответственно с входами направления переключателя импу 17 бльсов синхронизации, первый информационный вход первого мультиплексораи четвертый информационный вход второго мультиплексора объединены и подключены к шине частоты приемистости,третий информационный вход первогомультиплексора и второй информацион"ный вход второго мультиплексора соединены с соответствующими выходамикоммутатора и установочными входамипервого триггера, выход которогосвязан с первыми адресными входамипервого и второго мультиплексоров,вторые адресные входы которых соединены с выходом третьего триггера,счетный вход которого соединен с тактовым входом переключателя импульсов синхронизации,