Коммутатор для управления шаговым двигателем

Союз СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 С 05 В 19/40 РЕТЕНИЯ ЕПЬСТБУ кторск с опытнь сском г им. В, .Лакизо дой ) судар ,Лени Р 5 ство /40, пери ента,УПРАВЛЕНИЯ ША 54) КОММУТАТ ЫМ ДВИГАТЕЛЕ ООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(71) Специальное констехнологическое бюроизводством при Белоруственном университете(5) Изобретение относится к автома-тике и может быть использовано всистемах управления с шаговым двигателями. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности, Коммутатор содержитгенератор импульсов 1, двоичный 2реверсивный и двоичньй 3 счетчики,блок памяти 4, первый 5 и второй бэлементы ИЛИ и многоканальный выход-.ной усилитель 7, тактовую шину 8,шины управления 9, выбора коэЛициента пересчета (" модуль счета") 10,реверса 11, шины выбора режимов коммутации (режим 1) 12, (режим 11) 13,Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями,Целью изобретения является расши"5рение области применения и повышениенадежности.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого коммутатора, 0Коммутатор для управления шаговымдвигателем содержит генератор 1 импульсов, двоичный счетчик 2 и реверсивный двоичный счетчик 3, блок 4памяти, первый 5 и второй б элементы 15ИЛИ и многоканальный выходной усилитель 7,. тактовую шину 8, шины управления 9, выбора коэффициента пересчета ("модуль счета") 10, реверса 11,шины выбора режимов коммутации - "Режим 1" 12 "Режим ТТ" 13, "Режим ТХТ"14, шину 15 включения 0 Щ. Устройство работает следующим образом.25Тактовые импульсы, поступающие на тактовую шину 8 коммутатора, подаются на разрешающий вход генератора 1 импульсов и вход установки нуля дво" 1ичного счетчика 2, По переднему Фрон ту каждого поступающего импульса генератор 1 импульсов начинает вырабатывать последовательность импульсов с частотой, превышаищей частоту следования тактовых импульсов и определяемой как контролируемой длительностью тактового импульса, так и емкостью двоичного счетчика 2, разрешение на счет которому выдается также по переднему фронту импульса, посту пающего на тактовой шине. Пусть, к примеру,.частота импульсов генератора 1 выбрана таким образом, что в интервале времени, равном длительности тактового импульса, укладывается 11 периодов импульсов, выдаваемых генератором 1, в то время. как на выходе двоичного счетчика 2, который может быть и выходом переноса, соответствующий импульс появляется после поступления десяти импульсов на его тактовый вход с выхода генератора 1 импульсов, Тем самым на тактовый, вход реверсивного двоичного счетчика 3 импульс переноса с выхода двоич 55 ного счетчика 2 поступит только в том случае, если длительность импульса на тактовой шине устройства соответствует заданной. По заднему фронту импульса, поступившего по тактовой шине, первыйсчетчик 2 обнуляется, а генератор 1прекращает вырабатывать последовательность импульсов заданной частоты. С приходом нового импульса описанный процесс повторяется,Поступающие на тактовой шине помехи, которые могут носить как единичный характер, так и присутствовать в виде пакетов помех (к примеру, из-за дребезга контактов силового реле), причем длительность отдельных помеховых сигналов, как правило, существенно меньше длительности тактовых импульсов и не превышает величину порядка нескольких микросекунд, блокируются двоичным счетчиком 2 и не проходят на тактовыйвход реверсивного двоичного счетчика 3. По окончании каждой помехидвоичный счетчик 2 обнуляется и пересчитывает каждую вновь поступающуюпомеху, в том числе в составе пакета помех, заново, пропуская тем самым на тактовый вход реверсивногодвоичного счетчика 3 только тактовыеимпульсы заданной длительности, причем частота следования этих импульсов может изменяться в широких пределах, Например, если контролируемую длительность тактовых импульсовустановить равной 50 мкс, частотуих следования можно менять от. долейгерц (режим отработки единичных шагов) до практически 20 кГц, перекрывая тем самым рабочий диапазон частот большинства шаговых двигателей.При подаче на шину 9 управленияпотенциального сигнала разрешениясчета реверсивный двоичный счетчик 3отсчитывает поступающие на его тактовый вход импульсы, при этом записываемое в счетчик 3 двоичное числос каждым тактовым импульсом увеличивается или уменьшается на единицу,в зависимости от уровня потенциального сигнала на шине 11 реверса,т.е. на входе для задания.направления счета. С учетом уровней потенциальнйх сигналов на вторых входахпервого 5 и второго 6 элементов ИЛИ,т.е. на шинах 12 и 13 выбора режимакоммутации, а также в зависимостиот уровня потенциального сигнала нашине 14 выбора режима коммутации и отмодуля реверсивного двоичного счетчика, определяемого информацией, по 1471175даваемой на шину 10 выбора коэАфициекта пересчета. На адресных входахблока 4 памяти при этом формируетсясоответствующий двоичный код, обус 5лавливающий при подаче разренающегопотенциального сигнала низкого уровня на шину включения шагового двигателя 15 (т.е. на разрешающий входблока 4 памяти), появление на выходахблока 4 памяти кодовых комбинаций,соответствующих заданному режиму ком.мутации Фаэ выбранного шагового двигателя,Вариант программирования блока 4памяти для использования его в предлагаемом коммутаторе и зависимостьдвоичного адресного кода от потенциальных сигналов на шинах выборарежима коммутации и от модуля счетареверсивного двоичного счетчика 3для случая прямого счета представле. ны в таблице,(Х - любое состояние,О - обмотка ШД включена, т - обмоткаШД обесточена). 25При изменении уровня потенциального сигнала на шине реверса адресные коды меняются в обратной последовательности, обеспечивая считывание записанной в блоке 4 памяти информации в обратном порядке и темсамым отработку реверса шагового двигателя и его вращение в противоположном направлении.При подаче потенциального сигналазапрета счета на шину управления реверсивный двоичный счетчик 3 останавливается, сохраняя информацию насвоих выходах, благодаря чему обеспечивается Фиксированная стоянка шагового двигателя. Если в данном режиме ка шину включения шагового двигателя подать запрещающий потенциальный сигнал высокого уровня, навсех выходах блока 4 памяти, независимо от состояния адресных выходов,появятся сигналы одинакового (высокого) уровня, обеспечивающие обесточивание обмоток шагового двигателя.Причем.икАормация о состоянии комму"татора, в т.ч. о направлении движе 5 ания и режиме коммутации, сохраняетсяи при возобновлении движения, т,е.подаче низкого потенциала на шинувключения шагового двигателя и сигнала разрешения счета на шину управления, Паговый двигатель начинаетотработку нагов иэ того же положения, в котором произонел его останов. Режим стоянки с обесточенными обмотками особенно эААективен в том случае, когда пагоный двигатель должен делать в процессе работы продолжительные остановки без потери информации. В этих условиях данный режим существенно повыпает КПД устройства в целом при одновременном облегчкни теплового режима блоков устройства (блока памяти, многоканального выходного усилителя, самого шагового двигателя).Коммутатор может быть выполнен ка широко распространенных микросхемах К 155 и К 555, генератор импульсов реализуется на двух одновибраторах с перезапуском (1 микросхема К 555 АГЗ), а в качестве блока памяти используется микросхема К 155 РЕЗ, пред. ставляющая собой постоянное запоминающее устройство с оргаьизацией 328 бит и однократным электрическим программированием,Формула и з о б р е т е н и яКоммутатор для управления шаговым двигателем, содержащий тактовую шину, шику реверса, блок памяти, связакный своими выходами с входами многоканального усилителя, реверсивный двоичный счетчик, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности, в него введены двоичный счетчик и генератор импульсов, разрешающий вход которого соединен с входом установки куля двоичного счетчика и с тактовой шиной, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом двоичного счетчика, выход которого подключен к тактовому входу реверсивного двоичного счетчика, первый и второй элементы ИЛИ, шины управления и выбора коэффициента пересчета, соединенные соответственно с входами разрешения счета и задания модуля счета реверсивного двоичного счетчика, первая, вторая и третья шины выбора режима коммутации и шина включения шагового двигателя, соединенная с разрешающим входом блока памяти, первый и второй адресные входы которого подключены к выходам первого и второго разрядов реверсивного двоичного счетчика, третий и четвертый адресные входы соединены соответственно с выходамк147 И 75 6подключены соответственно к первойи второй шинам выбора режима коммутации, а третья шина выбора режима5коммутации соединена с пятым адресным входом блока памяти. выАдрес ПЗУ 2 6 05 0 0 0 митакткоьвута- .Ък 10 1 00 О О 1 0 2 0 3 0 4 О Т ция чатыр Х Фавиото ЩЦ 1 1-.12-2-23 1 3-34-4 4 Х Х О. 0 0 1 О 1 1 1 Х Т Х 1 1 0 Х 1 Х О О Х 0 1 0 1 О Х 1 Х О Х Хин ва Корректор И,Муск к Заказ 1.606/49 Тираж 788ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноеениям и открытиякая наб., д, 4/5 и ГКИТ СССР обрРауш и атент", г.ужгород, ул. Гагарина т первого и второго элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с ходами соответственно третьего и четвертого разрядов реверсивного двоичного счетчика, вторые входы Э 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 1 1 0 2 1 0 Э Х О оизводственно-издательский комби Х Х 1 Х Х Х О Х Х Х О Х Х Х О 1 1 1 1 1 Т 1 О Х 1 Х 0 1 1 О О 1 1 0 О Т 0 0 0 1 0 О 1 0 О О 1 О 0 Т 1 0011 шД1 1-12-2-230 -3-310 Двенадцати 0 тактная ком 1 мутация вес"1 тиФавного И 1 Д1 12-123-23"1 -234-34-3451 -45-456-561 -561-61-612