Устройство для управления шаговым двигателем

)5 Н 02 ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственномуниверситете им. В, И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРУ 1283936, кл, Н 02 Р 8/ОО,опублик . 1 5, 01, 87,Авторское свидетельство СССРР 1453581, кл, Н . 02 Р 8/00, 23, 06, 87,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ(57) Изобретение оттехнике и предназнавания в шаговых злполнительных автомаройств, Бель изобре7 ЕНИЯ Октр осится к ено для тропривоизирован пользох исои в дии ж устои тения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР 2 повышении надежности путем устранения возможности движения по ложным сигналам, Устройство содержит шины прямого 7 и.обратного 8 хода, подключенный к шинам элемент ИПИ 1, элементы И 4, 5, элементы ИПИ-НЕ 11, 1 2, реверсивный ра сп редел итель 6 жпульсов, гене ратор 2 импульсов, одновибратор 1 О, триггер 9 и счетчик 3, Повышение надежности обеспечивается за счет того, что устройство блокирует прохождение на вход распределителя ипульсов не только кратковременных помех, в т,ч. в составе пакетов помех, но и ложных сигналов управления, длительность которых превышает заданную длительность тактовых импульсов, а также исключает Е возможность несанкционированного движения при закорачивании на корпус либо обрыве одной или обеих входных шин, предотврашая тем самымработе и возможные аварийные. Изобретение относится к управлениюэлектрическими машинами и может бытьиспользовано в шаговом электроприводе исполнительных автоматизированныхустройств эксплуатируемых в непосредственной близости. от источников электромагнитных помех, например, в условиях машиностроительного производства.10Пель изобретения - повь 1 шение надежности путем устранения возможностидвижения по ложнь 1 м сигналам,На Лиг, 1 приведена функциональнаясхема устройства для управления шаговым двигателем; на Лиг, 2 - зпюры напряжений в узловых точках схемы навыходах элементов (позиционное обозначение элементов указано в скобкахрядом с порядковь 1 м номером каждой эпю ры напряжения) .Устройство для управления щаговымдвигателем содержит элемент ИПИ 1,генератор 2 импульсов, счетчик 3, элементы И 4 и 5, реверсвиный распределитель б импульсов, шины прямого 7 иобратного 8 хода, триггер 9, одновибратор 10, элементы ИЛИ-НЕ 11 и 12,первые входы которых подключены к инверсному и прямому выходам триггера9, установочные входы Р. и Б которогосоединены с вторыми входами элементовИПИ-НЕ 11 и 12 и подключены соответственно к шинам прямого 7 и обратного8 хода, связанным с входами элементаИПИ 1, выход которого соединен с раз 35решающж входом гецератора 2 жпульсов и входом установки нуля счетчика3, счетный вход которого подключен квыходу генератора 2 жпульсов, а выход связан с входом одновибратора 10,выход которого подключен к вторымвходам элементов И 4 и 5, первые входы которых соединены с выходами элементов ИПИ-НЕ 11 и 12, а выходы подключены к соответствующим входам реверсивного распределителя 6 импульсов,Устройство работает следующим образом.В исходный момент времени Т 1(фиг, 2) на шинах прямого 7 (эпюра13) и обратного 8 (эпюра 14) хода присутствуют потенциальные сигналы высокого уровня. Если при включении устройства триггер 9 установился в еди 55ничное состояние (эпюра 15), то навыходе элемента ИПИ-НЕ 12, обеспечивающего, как и элемент ИПИ-НЕ 11,сложение с инверсией по ИПИ отрицательных сигналов, будет присутствовать сигнал низкого уровня, прохождение которого через элемент И 5 блокируется сигналом высокого уровня, поступающего с выхода одновибратора 10на второй вход элемента И 5. На выходе элемента И 4 в этих условиях также поддерживается высокий потенциал,При подаче отрицательного тактового импульса на шину 7 прямого хода(В - вперед) в момент времени Т 2 (эпира 13) триггер 9 (эпюра 15) устанавливается в нулевое состояние, На выходе элемента ИПИ-НЕ 12 (эпюра 1 б)появляется сигнал высокого уровня, обеспечивающий поддержание высокого уровня на выходе элемента И 5 независимоот уровня сигнала на его втором входе,Отрицательный тактовый жпульс сшины 7 проходит также через элементИПИ 1 и поступает на вход разрешениягенератора 2 жпульсов и вход установки нуля счетчика 3, По переднемуфронту (т.е. передачу из 1 в О) тактового импульса генератор 2 начинаетвырабатывать последовательность им(пульсов (эпюра 17) с частотой, превышающей частоту следования тактовыхимпульсов и определяемой как контролируемой длительностью тактового.импульса, так и емкость счетчика 3, раз -рещение на счет которому выдаетсятакже по переднему Фронту тактовогоимпульса. Пусть, напржер, частотажпульсов генератора 2 выбрана так,что в интервале времени, равном длительности тактового жпульса, укладывается сесь жпульсов, выдаваемых генератором 2, в то время как на выходесчетчика 3, которьй может быть и выходом переноса, соответствующий жпульс появляется после поступленияшести импульсов на его счетный входс выхода генератора 2 жпульсов, Темсамым в момент времени ТЗ на выходесчетчика 3 начинает формироваться отрицательный жпульс,по переднемуфронту которого запускается одновибратор 10, вырабатывающий отрицательный жпульс с длительностью, превьгшающий длительность жпульса переноса, Если длительность тактового жпульса не превышает при этом заданного значения, то в момент времени Т 4,т,е, по окончании тактового жпульса,на выходе элемента ИПИ-НЕ 11 появля 155ется сигнал низкого уровня (эпюра 18),При совпадении этого сигнала с выходным импульсом одновибратора 1 О на выходе элемента И 4 появляется отрицательный ичпульс (эпюра 19, моментвремени Т 4), соответствующий тактовому и поступающий на вход реверсивного распределителя 6 импульсов, который обеспечивает заданный режим коммутации обмоток шагового двигателя(не показан),По заднему Фронту (переходу из 0в 1) тактового ичпульса счетчик 3 обнуляется, а генератор 2 прекращаетвырабатывать последовательность им -пульсов заданной частоты,При изменении направления движения и поступлении следующего тактового ичпульса в момент времени Т 5 нашину 8 обратного хода (Н - назад)триггер 9 устанавливается в единичноесостояние, обеспечивая сигнал высокого (запрещающего) уровня на первомвходе элемента И 4 и подготавливаяпрохождение сигналов через элементИ 5. В момент времени Т 6 на выходесчетчика.3 Формируется отрицательныйжпульс переноса, запускающий одновибратор 10 и, если длительность тактового импульса непревышает заданного значения, в момент времени Т 7 иавыходе элемента И 5 (эпира 20) появ -является ичпульс, соответствующий тактовому импульсу и поступающий на второй вход реверсивного распределителя6 импульсов, что приводит к отработкешага в противоположном направлении,Появление на одной из входных шин(например, на шине 7 в момент времениТ 8, эпюра 13) ложного сигнала в видекратковременной помехи обуславливаетзапуск генератора 2, разрешение счета и переброс триггера 9 (эпюра 15),однако сама помеха благорадя своемукратковременному характеру блокируется счетчиком 3, на выходе которого ина выходе одновибратора 1 О (эпюры 21и 22) продолжает сохраняться сигналвысокого уровня. При этом по окончании каждой помехи счетчик 3 обнуляется и пересчитывает каждую вновь по. ступившую помеху, в т,ч, в составепакета помех, заново.Если длительность сигнала, поданного, например, в момент времени Т 9на шину 8 (эпира 14), превышает заданное значение, т.е. если этот сигнал является ложным, то. после эапус 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0ка одновибратора 10 по импульсу переноса в момент времени Т 10 Аормирование отрицательного импульса на выходе одновибратора 10 завершится к моменту Т 11 (эпира 22) до окончания ложного сигнала на шине 8. А так как элемент И 5 сигналом высокого уровня с выхода элемента И 11 И-НГ 12 закрыт во время дейсвтия сигнала низкого уровня, то отрицательный ичпулцс с выхода одновибратора 10 не проходит через элемент И 5 на вход реверсивного распределителя 6 щпульсов, благодаря чему исключается воэможность отработки ложного шага, Устройство работает аналогичньм образом и при закорачивании одной из входных щин на корпус и появлении низкого потенциала на данной шине, Отрицательные жпульсы, Формируемые в этом случае одновибратором 1 О при непрерывной работе генератора 2 по каждому импульсу переноса с выхода счетчика 3, не проходя через элементы И 4 и 5, так как на первых входах этих элементов будут поддерживаться запрещающие сигналы высокого уровня, обеспечиваемые инверсией сигналов низкого уровня, поступающих с закороченной шины и соответствующего выхода триггера 9. При закорачивании обоих входных щин на корпус сигналы высокого уровня на первых входах элементов И 4 и 5 будут поддерживать. ся независимо от состояния триггера 9, такж исключая возможность аварийной ситуации.Таким образом, использование изобретения обеспечивает более высокую . надежность Ьункционирования, заключающуюся в том, что устройство блокирует прохождение на вход распределителя импульсов не только кратковременных помех, в т,ч, в составе пакетов помех, но и ложных сигналов управления, длительность которых превышает заданную длительность тактовых ичпульсов, а также исключает возможность несанкционированного движения при закорачивании на корпус (либо об - рыве в случае положительных сигналов управления) одной или обоих входных шин, предотвращая тем самым сбои в работе и возможные аварийные ситуации. ч а рмула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее шины прямого1 552340 6 имо ос тав ите Редактор Е. Папп Корректор О,Ципл ык Заказ 339ВНИИПИ Госуд Тираж 448 ственного комитет 113035, Иосква, Подписное и открытиям при ГКНТ СССР б., д. 4/5 по изобретениям -35, Раушская на роизводственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород ул, Гагарина и обратного хода, подключенный к ним входами элемент ИЛИ, два элемента И, выходы которых подключены к соответствующим входам реверсивного распределителя импульсов, генератор жпуль 5 сов и счетчик, вход установки нуля которого объединен с разрешающим входом генератора жпульсов и подключен ; к выходу элемента ИЛИ а счетный вход1 О соединен с выходом генератора икпуль - сов, отличающеес я тем, Что, с целью повышения надежности путем устранения воэможности движения ОЬ 7 в 6) п(г) 10 йО Ь 9 Щ 6 И) по ложным сигналам, введены два элемента ИЛИ-НЕ, одновибратор: и триггер, установочные входы которого подключены к шинам прямого и обратногохода, прямой и инверсный выходы соединены с первыми входами элементовИЛИ;НЕ, вторые входы которых подключены к шинам прямого и обратного хода, а выходы связаны с первыми входами элементов И, вторые входы которыхподключены к выходу одновибратора,соединенному свои входом с выходомсчетчика.