Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем

(21) 42 (22) 06 (46) 23 (71) Сп нологич енном 72) ВГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 77493/24-07,04,89, Бюл. Р 15ециальное конструкторско-тех еское бюро с опытным произм при Белорусском государстуниверситете им. В.И.Ленина В.Нижников, И.Н.Рудой, егин и В.И.Лакизо1,313.525(088. 8)вторское свидетельство СССР 50, кл. Н 02 Р 8/00, опуб 86.рское свидетельство СССР 27, кл. Н 02 Р 8/00, 198(54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЪ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коммутаторах шаговых приводов на базе четырехтактных шаговых двигателей, Цель изобретения состоит в расширении зксллуатационнык возможностей. Распределитель содержит шины управления, тактовых импульсов, реверса, стробирования, выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик 1 и мультиплексоры 2-5, ад-,г1474822 ресные входы которых соединены с разрядными выходами счетчика 1, а выходыиспользуются в качестве выходов распределителя. Расширение эксплуатационных воэможностей распределителядостигается благодаря обеспечению. Изобретение относится к управле-нию электрическими машинами и можетбыть использовано в дискретномэлектроприводе. 5Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей,На чертеже представлена блок-схема распределителя импульсов для управления четырехфазным шаговым дви-. 10гателем.Распределитель содержит реверсивный двоичный счетчик 1, соединенныйтактовым входом (С) с шиной тактовыхимпульсов, входом разрешения счета(Ч) - с шиной управления, а входомдпя задания направления счета (".1)с шиной реверса. Выход мпадпего разряда счетчика 1 подключен к первым .(мпадшим) адресным входам первого 2,второго 3, третьего 4 и четвертого5 мультиплексоров, вторые (старшие),адресные входы которых объединеиы иподключены к входу старшего разрядасчетчика 1, первый информационныйвход первого 2, второй информационньй вход второго 3, третий информационный вход третьего 4 и четвертыйинформационный вход четвергого 5мультиплексоров объединены и соединены с шиной питания Е, второй информационный вход первого 2, третий ин. формационный вход второго 3, четвертый информационньй вход третьего 4и первый информационный вход четвер-35того 5 мультиплексоров объединены иподключены к шине выбора режима ком-,мутации. (шина "Режим" ), третий ичетвертый информационные входы первого 2, первый и четвертый информационные входы второго 3, первый ивторой информационные входы третьего 4, второй и третий информационные входы четвертого 5 мультиплексодвух типовых режимов четырехтактнойкоммутации, корректного реверса ирежимов как фиксированной стоянки,так и стоянки с обесточенными обмотками при сохранении информации о состоянии распределителя, 1 табл., 1 ил,ров объединены и соединены с общейшиной, стробирующие входы мультиплексоров 2-5 объединены и подключенык шине стробирования "Строб", а выходы мультиплексоров 2-5 являютсявыходами распределителя. Устройство работает следующим образом,Тактовые импульсы поступают натактовый вход С реверсивного двоичного счетчика 1 и, если на шину управления подан потенциальный сигналразрешения счета, то счетчик 1 отсчитывает нх, при этом записываемоев счетчик двоичное число с каждымтактовым импульсом увеличивается илиуменьшается на единицу, в зависимости от уровня потенциального сигналана входе для задания направлениясчета. При прямом счете, к примеру,на выходах счетчика 1 при начальномнулевом состоянии формируется двоичный код 00-01;-10-11-00, в то времякак при обратном счете двоичный кодформируется в следующей последовательности.: 00-11-10-01-00. Этот двоичный код, поступая на. адресные вхо;.ды мультиплексоров - 2-5, обуславливает перезапись соответствующих потенциальных сигналов с информационных входов мультиплексоров на их выходы, если на шину стробированияподан разрешающий потенциальный сигнал, например низкого уровня. Приэтом на выходах 1-17 мультиплексоров2-5 вырабатываются кодовые комбинации, соответствующие режиму коммутации фаз шагового двигателя. Зависимость потенциалов на выходах распределителя от потенциальных сигналовна шине выбора режима коммутации ишине реверса приведена в таблице, 1474822Из таблицы видно, что при палаче потенциального сигнала высокого уровня (логической единицы) на ши- ф ну выбора режима коммутации предлага 5 емый распределитель обеспечивает четырехтактную парную коммутацию фаз шагового двигателя, в то время как потенциальный сигнал низкого уровня (логический нуль) на этой шине обу славливает четырехтактную коммутацию с поочередным включением обмоток шагового двигателя. При изменении потенциала на шине реверса распределитель по следующему тактовому 15 :импульсу обеспечивает формирование :обратной последовательности выходных сигналов, причем подача сигнала реверса не вызывает пропуск .ипи отработку лишних шагов. 20При подаче потенциального .сигнала запрета счета на шину управления .счетчик 1 останавливается, сохраняя на своих выходах записанный ранее код,благодаря чему обеспечивается 25 фиксированная стоянка шагового двигателя без потери информации. Если в данном режиме на шину стробирования распределителя подать запрещащцй потенциальный сигнал высокого уровня, то на всех выходах мультиплексоров 2-5, .независимо от уровней сигналов на информационных и адресных входах, появляются сигналы одинакового (нулевого) уровня, З 5 обеспечивающие обесточивание обмоток шагового двигателя, причем информация о состоянии распределителя, в т.ч. о направлении движения и режиме коммутации сохраняется и при возоб 40 иовлении движения, т,е. подаче низкого потенциапа на шину стробирования и сигнала разрешения счета на шину управления, шаговый двигатель начинает отработку шагов из того же по 45 ложения, в котором произошел его останов. Режим стоянки с обесточенными обмотками особенно эффективен в том случае, когда шаговый двигатель должен делать в процессе работы продолжительные остановки без потери информации. В этих условиях данный режим существенно повыпает КПЦ устройства в целом при одновременном облегчении теплового режима других блоков привода (блока питания, уси-лителей мощности, самого шаговогодвигателя) . В сравнении с известными техническими решениями предлагаемый распределитель импульсов для управленияшаговым двигателем имеет более широкие функциональные возможности,обеспечивая два типовых режима четырехтактной коммутации обмоток шагового двигателя, причем переход от одноно режима коммутации к другому можетпроисходить как при стоянке, так ив процессе движения, и осуществляется путем изменения потенциала на шине выбора режима коммутации, Распределитель обеспечивает, кроме того,корректный реверс шагового двигателябез потери или отработки лишних шаговв режиме реверса, а также режим как.фиксированной стоянки с включеннымиобмотками, так и стоянки с обеспеченными обмотками, сохраняя при этоминформацию о своем последнем .состоянии,Наряду с широкими эксплуатационными возможностями распределитель характеризуется и .простотой реализации. Он может быть выпблнен на одной микросхеме 564 ИЕ 11 (реверсивный двоичный счетчик со сбросом, входом разрешения счета и выходом для задания направления счета) и двух микросхемах 564 КП 1, каждая из которых содержит в одном корпусе два мультиплексора вида 4:1 с общими адресными входами и стробированием.Формула из обретенияРаспределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащий двухразрядный двоичный счетчик, с входами тактовым и разрешения счета, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, дополнительно введены первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры, стробирующие входы которых объединены для подключения к шине стробирования, первый информационный вход первого, второй информационный вход второго, третий информационный вход третьего и четвертый информационный вход четвертого .мультиплексоров объединены для подключения к шине питания, второй информационный вход первого, третий информационный вход второго, четвертый5 1474822 6 информационный вход. третьего и пер- соров объединены и подключены к обвый информационный вход четвертого щей шине, первые адресные входы мультиплексоров объединены для соеди- мультиплексоров объединены и соединения с шиной выбора режима коммута- иены с выходом младшего разряда двух 5ции, третий и четвертый информацион- разрядного двоичного счетчика, втоные входы первого, первый и четвер- рые адресные входы мультиплексоров тый информационные входы второго, объединены и подключены к выходу 1первый и второй информационные входы старшего разряда двухразрядного дво третьего, второго и третий информа ичного счетчика, содержащего вход ционвые входы четвертого мультиплек- для задания направления счета,Реверс Такт Кодсчетчика 1 Выходы распреде-. лителя Режим 1 11 1 П 17 1 (Четырехтактная парная) 0 (Четыр ехтактная поочередная) Составитель В,АлфимовТехред Л.Сердюкова Корректор И. Васильева Редактор С.Патрушева Заказ 1909/55 Тираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 1 01 2 1 О 3 11 4 00 5 01 б. 00 7 11 8 10 9 01 10 00 11 11.12 10 13 01 14 00 15 11 16 00 17 01 18 , 10 19 11 20 00 1 1 О, 0 01 0 0 0 1 1 0 О. 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 О 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0