Устройство управления шаговым двигателем

(51) 5 Г 05 В 19/40 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У(57) Изобретениматике и может УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ относится к ав пь использован оо юз йл АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРКф 842716, кл, С 05 В 19/40, 1981.Авторское свидетельство СССРР 1320794, кл. С 05 В 19 /40, 1985. системах управления шаговыми двигателями и в установках для их контроля и испытаний. Целью изобретенияявляется расширение области применения устройства. Устройство содержитсчетчик адреса 1, регистры 2, 12,блок памяти 3, таймер 4, триггерыразгона 5 и торможения б, элементыИ 7, 8, 15, 16 и 17, делитель частоты 9, регистр числа 11, счетчики13, 18, триггер 14, компаратор 19,коммутатор Лаз 20. Устройство позволяет управлять шаговыми двигателямнс различными типами коммутации полюбому закону разгона-торможения.1 ил.Устройство относится к автоматике и может быть использовано в системах управления шаговыми двигателя-Цель изобретения - расширение области применения устройства.На чертеже изображена структурная схема устройства управления щаговыми двигателями.Устройство содержит счетчик 1адреса, первый регистр 2, блок 3 памяти, таймер 4, триггера 5 и 6 разгона и торможения, элементы И 7 и8, делитель 9 частоты, формирователь10 данных, содержащий регистр 1.1 числа, второй регистр 12, второй счетчик 13, триггер 14, элементы И 15,16 и 17, первый счетчик 18, компаратор 19 и коммутатор 20. фаз,Устройство в режиме скачкообразного изменения частоты коммутациифаз работает следующим образом.После включения питающего напряжения на входы задания интерваловкоммутации устройства поступает нулевое значение данных, в связи с чемвыходы счетчика 18 и первый входкомпаратора 19 устанавливаются в нулевое состояние. Одновременно нулевое значение данных поступает и навходы устройства "Конец разгона-торможения", что приводит к установкевыходов регистра 12 и второго входакомпаратора 19 также в нулевое состояние. Возникший в связи с этим навыходе компаратора 19 сигнал равнозначности устанавливает триггеры 5и 6.в нулевое состояние. Затем навходы интервалов коммутации устройст.ва подаются данные выбранной длительности интервалов коммутации фаз. Этиданные с выходов счетчика 18 поступают на первый вход компаратора 19и на входы управления таймера 4, натактовый вход которого непрерывно поступает импульсная последовательностьзаданной частоты, в связи с чем навыходе таймера возникают импульсыкоммутации фаз с интервалами в соответствии со значением данных на еговходах, которые поступают на входыделителя 9 частоты, коммутатора 20фаз и на вход триггера 14.При поступлении на входы коммутатора 20 фаз команд правого илилевого вращения на его выходах устанавливаются состояния, подключающие фазовые обмотки шагового двига 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 теля к источнику питания с частотой,соответственной частоте импульсовкоммутации, поступающих на импульсный вход коммутатора. С поступлениемкоманды "Конец коммутации" сменасостояний выходов коммутатора прекращается,Для перехода на другую частотукоммутации фаз на входы устройстваинтервалов коммутации подают данныедлительности интервалов коммутациив соответствии с другой выбраннойчастотой.Устройство в режиме постоянныхизменений длительности интерваловкоммутации фаз работает следующимобразом.Режим разгона. Блок 3 хранит вдвоичном коде последовательностьприращений в виде монотонно возрастающего ряда десятичных чисел 1, 2,3, 4, 5, , 10, 11, , И. ( 1)На второй адресный вход блока 3подают адрес последовательности:(1), который запоминается в регистре 2, На первый вход блока 3 подаютадрес выборки нужного приращенияиз последовательности (1), которыйзапоминается в счетчике 1. На входустройства "Конец разгона-торможения"подают данные интервалов коммутациив конце разгона, которые запоминаются в регистре 12. Выбранные данныеприращения из блока 3 памяти поступают на входы регистра 11 и в немзапоминаются, в связи с чем выходрегистра 12 и вход счетчика 13 устанавливаются в состояние с данными,хранимыми в регистре 11.На вычитающий вход счетчика 13через элемент И 15 при помощи триггера 14 с появлением каждого импульса коммутации поступают импульсы свхода импульсной последовательностиустройства. Каждый импульс последовательности уменьшает содержимоесчетчика 13 на единицу и,когда оностанет равным нулю, в интервале между импульсами последовательности навыходе заема счетчика возникает импульс, который, поступив на вход записи счетчика, обновляет его содержимое и устанавливает триггер 14 в нулевое состояние. При поступлении команды разгона триггер 5 устанавливается в единичное состояние, в связи с чем открывается элемент И 17С появлением очередного импульса5 15 коммутации на Вычитающий вход счетчика 18 пдступает серия импульсов входной импульсной последовательности, пройдя через элемент И 17, количество импульсов в которой соответствует данным, хранимым в регистре 11, в связи с чем содержимое счетчика уменьшается на величину в соответствии с этими данными. Уменьшение содержимого счетчика 18 вызывает появление на выходе таймера 4 следующего импульса коммутации через интервал времени короче предыдущего на величину приращения, выбираемого из блока 3. Каждый последующий импульс коммутации устанавливает триггер 14 в единичное состояние и приводит к формированию интервалов коммутации более коротких, чем предыдущий на одну и ту же постоянную Величину, Этот процесс продолжается до тех пор, пока непрерывно уменьшающееся в начале формирования каждого интервала коммутации содержимое счетчика 18 не станет равным содержимому регистра 12. По достижении их равенства на выходе компаратора 19 возникает сигнал окончания разгона-торможения, который устанавливает триггер 5 в нулевое состояние, в связи с чем закрывается элемент И 17 и прекращается поступление импульсов на вычитающий вход счетчика 18. Дальнейшее формирование интервалов коммутации осуществляется с постоянной их длительностью в соответствии с новым содержимым счетчика 18, точно соответствующим заданному интервалу коммутации в конце разгона.Это точное соответствие длительности интервала коммутации в конце разгона заданному значению достига" ется последовательным вычитанием единиц из данных предыдущего интервала коммутации, осуществляемым в;счетчике 18 в начале формирования следующего интервала.Работа устройства в режиме торможения аналогична его работе в режиме разгона, Различие заключается в том, что на соответствующие входы устройства подают данные интервала коммутации в конце торможения и команду торможения. Команда торможения устанавливает триггер 6 в единичное состояние, в связи с чем открывается элемент И 16, и с входа импульсной последовательности устройства через 39727 6элемент И 16 поступают импульсы насуммирующий вход счетчика 18, Содержимое счетчика непрерывно увеличивается В начале формирования каждогопоследующего интервала коммутации.Устройство в режиме переменныхизменений длительности интерваловкоммутации фаз работает следующимОбразом,Режим разгона.Входы задания коэффициента деления устройства устанавливаются всостояние в соответствии с нужнымкоэффициентом деления частоты следования импульсов. Импульсы коммутации с выхода таймера 4 поступаютна вход делителя 9 частоты, а с еговыхода - уже с частотой, меньшей вцелое числО раз В соотВетстВии с Выб"ранным коэффициентом деления-поступают на входы элементов И 7 и 8,Вход устройства переменных приращений устанавливается в единичное состояние, на входы "Конец раэгона-тор 2511можения устройства подают данныеинтервала коммутации в конце разгона, на входы начального адреса устройства .подают начальный адрес вы 30борки приращений.При поступлении команды разгонатриггер 5 устанавливается в единичное состояние и открывает элементИ 8. Импульсы коммутации с выхода,делителя 9 частоты, пройдя через35 элемент И 8, поступают на вычитающий вход счетчика 1, что приводит кпоследовательному формированию счетчиком адресов выборки все меньшихзначений приращений из блока 3.4 О Режим торможения,Режиму торможения предшествуетразгон, В связи с этим подают навходы устройства "Конец разгона-тор-,можения" данные интервала коммутации в конце торможения. При поступлении команды торможения триггер 6устанавливае тя в единичное состояние и открывает элемент И 7. Импульсы коммутации с выхода делителя 9частоты, пройдя через элемент И 7,поступают на суммирующий вход счетчика 1, что приводит к последовательному формированию счетчиком адресов55выборки все болы 1 ях значений приращений из блока памяти 3, Например,если в конце разгона было выбраноприращение, соответствующее числу2 в ряду (1), то первы четыре ин1539727 10 Формула изобретения Составитель А.Лащев Редактор Н,Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор Л.ПатайТираж 656 Подписное Заказ 217 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 тервала коммутации формируются устройством с использованием приращения,соответствующего числу 2, следующиечетыре интервала - с использованиемприращения, соответствующего числу3 и т.д. Блок 3 хранит различныепоследовательности приращений дляформирования интервалов коммутациифаз шаговых двигателей по любомузакону их изменения. Устройство управления шаговым двигателем, содержащее счетчик адреса, информационный выход которого соединен с первым адресным входом блока памяти, подключенного выходом к информационному входу регистра числа, первый счетчик, вход параллельной записи которого соединен с входом задания интервалов коммутации устройства, а информационный выход - с первым входом компаратора, триггер, триггер разгона, триггер торможе ния, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, делитель частоты, причем выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к вычитающему входу счетчика адреса, а вторым входом - к выходу делителя частоты, выход триггера соединен с первым входом пятого элемента И, вы" ход которого подключен к вычитающему входу первого счетчика, первые входы третьего и четвертого элементов И объединены, о т л и ч а ю щ е е - с я.тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него 40 введены первый и второй регистры, второй счетчик и таймер, причем вход установки триггера разгона соединен с входом Разгон" устройства, а вход сброса - с выходом комларатора и45 входом сброса триггера торможения, вход установки которого соединен с входом "Торможение" устройства, авыход - с вторым входом четвертогоэлемента И и с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входу переменногоприращения устройства и к третьемувходу второго элемента И, второйвход которого соединен с третьимвходом первого элемента И, подключенного выходом к суммирующему входусчетчика адреса, вход параллельнойзаписи которого соединен с входомначального адреса устройства, информационный вход первого регистра соединен с входом адреса последовательности .устройства, а выход - с вторымадресным входом блока памяти, выходтриггера разгона соединен с вторымвходом пятого элемента И, третийвход которого соединен с входом импульсной последовательности устройства, с третьим входом четвертого элемента И, с вторым входом третьегоэлемента И и с тактовым входом таймера, выход которого соединен с выходом устройства, с тактовым входомделителя частоты и с входом установки триггера, вход сброса которогосоединен с выходом заема второгосчетчика и с входом записи второгосчетчика, вход параллельной записикоторого соединен с выходом регистра числа, а вычитающий вход - с выходом третьего элемента И, выход четвертого элемента И соединен с суммирующим входом первогО счетчикаинформационный выход которого соединенс входом управления частотой следования импульсов таймера, управляю"щий вход делителя частоты соединенс входамн задания коэффициента деления устройства, информационный входвторого регистра соединенс входом