Устройство для программного управления -фазным шаговым двигателем

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ И ЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТ ельство СССР19/40, 1983ство СССР19/40, 1982ГРАММНОГОГОВЫМ ДВИГА ся к автом нике, може авления ша ель изобре применения ения двигат Устройство программ,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРО УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЫМ ША, лйм(57) Изобретение относит тике и вычислительной те быть использовано для уп выми двигателями (ШД), ц ния в .расширение области путем обеспечения управл лями с любым числом фаз содержит блок 1 задания первый 2 и второй 3 счетчики импульсов, ш сумматоров 4, первый 5 и второй 9 инверторы, ш мультиплексоров6 и блок сравнения 8. На выходе переноса сумматора 4-1 и выходе инвертора 5 формируются соответственно спадающий и нарастающий законы изменениятоков в обмотках ШД (или, наоборот, в зависимости от направления движения с помощью сумматоров 4-2..4-ш обеспечивается необходимый фазовый сдвиг напряжений на выходах мультиплексоров 6-16-ш). Когда число на выходах старших разрядов двоичного счетчика 3 оказывается равным числу фаз шагового двигателя блок 8 сравнениясбрасывает счетчик 3 в состояние Ж "0"; При движении в обратную сторону уЪ при прохождении состояний "0" на выходах старших разрядОв устанавливается число, равное числу фаз ШД, 2 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, можетбыть использовано для управления шагоЭыми двигателями.5Целью изобретения является расширение области применения устройстваза счет возможности управлять двигателями с любым числом Фаз.На Фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -зпюры напряжений для управления трехазным шаговым двигателем.Устройство содержит блок 1 заданиярограмм, первый двоичный счетчик 2Импульсов, второй двоичный счетчик3 импульсов, основной сумматор 4-1,дополнительные сумматоры 4-24-ш,Инвертор 5, мультиплексоры 6-1 б-ш,фазные обмотки 7-17-ш, блок 8 срав"Онения, инвертор 9, входы 10 заданиячисла Фаз.Устройство работает следующим образом.Тактовая последовательность высокочастотных импульсов с частотойЕзнепрерывно поступает на входпервого 2 двоичного счетчика, работающего на суммирование,На входы 10 установки числа фазв двоичном коде подается информацияо числе Фаз шагового двигателя, например 011 - трехфазный шаговый двигатель, 100 - четырехфазный, 101пятифазный и т.д.Исходным является состояние, прикотором счетчик 3 находится в нулевом состоянии, на выходе переносасумматора 4 присутствует нулевой, ана выходе инвертора 5 - единичный40потенциалы, На управляющие входымультиплексора 6-1 подключаются ну"левые потенциалы со старших разрядов(Фиг. 2, Й и е) и, следовательно,к его выходу подключается его первыйканал, Управляющие входы мультиплексора 6-2 соединены с выходами сумматора 4-2. Первые входы последнегосоединены с управляющими входами муль- "типлексора 6-1, а на вторые входы.50в двоичном коде подается единица, которая прибавляется к числу, подаваемому на его первые входы, Следовательно, на управляющих входах мультиплексора 6-2 всегда присутствует чнс"ло на единицу большее, чем на управляющих входах мультиплексора 6-1,в данном случае присутствует единица.,Аналогично на управляющих входах каждого пОследующего мультиплексора имеется число на единицу большее, чем у предыдущего мультиплексора, Следовательно, в первый момент времени на выходе мультиплексора 6-1 присутствует его первый .канал, иа выхэде второго мультиплексора - его второй канал, на выходе ш-го мультиплексора б-ш присутствует его ш-й канал.Такое состояние устройства приводит к тому, что через обмотку 7-2 шагового двигателя течет. номинальный ток Т, а в остальных фазах ток отсутствует. С поступлением первого низкочастотного импульса на вход счетчика 3, в него записывается цифра "1", в,силу чего на выходе переноса сумматора 4 появляются высокочастотные импульсы со скважностью Ю и частотой Й ,с /И, где И - коэффициент пересчета двоичного счетчика 2, а на выходе инвертора 5 - импульсы с той. же частотой, но со скважностьюИ Так как старшие разряды счетчика3 не изменяют своего состояния, точерез фазу .7-2 двигателя протекает .Б ток равныйЭИа через фазу 7-1Тыток -. В остальных фазах двигателяЫток не течет. Все это приводит к тому, что ротор двигателя отрабатываетс 1 есдробный шаг, равный Й= , гдеЙ - величина основного шага двигатеосля, М - коэффициент дробления, величина которого также совпадает с коэффициентом пересчета счетчика 2 и младших разрядов счетчика 3.С приходом последующих низкочастотных тактовых импульсов в счетчик 3 поочередно записываются цифры с 2-х по Ы и ток через фазу 7-2 ступенчато уменьшается до нуля, а ток через фазу 7-1 ступенчато увеличивается до Т (фиг. 2, Ь и с), При поступлении ночередного низкочастотного импульса на вход счетчика 3 происходит переполнение его младших разрядов, и в его старшие разряды записывается единица, а в младшие - нуль. Запись цифры "1" в старшие разряды счетчика 3 приводит к тому, что к выходу мульти55 5 15944 плексора 6-1 подключается его второй канал, к выходу мультиплексора 6-2 - его третий канал,к выходу мультиплексора 6-ш - его первый канал.По мере поступления низкочастотных импульсов на вход счетчика 3 ток в фазе 7-1 ступенчато уменьшается с 1 н до нуля, а ток через ш-ую фазу 7-ш ступенчато увеличивается с нуля до 1 . И всякий раз ротор отрабатывает в среднем поворот на угол с.После повторного переполнениямладших разрядов двоичного счетчика 3 в его старшие разряды записывается цифра "2". При этом в мультиплексоре 6-1 к выходу подключается третийканал, в мультиплексоре 6,2 - четвертый канал,в мультиплексоре6-(ш), - первый канал и в мульти- . 20 плексоре 6-ш - второй канал.Таким образом, в любой моментвремени ток изменяется в двух смежных фазах, в одной нарастает, в дру-.гой уменьшается; 25Так продолжается до тех пор, пока число, записанное в старших разрядах двоичного счетчика 3, становится равным числу, подаваемому на входы 10 установки числа фаз. При этом на выхо де блока 8 сравнения появляется единица,. которая прикладывается к входу В. сброса счетчика 3 и сбрасывает его на нуль. Далее процессы повторяются.Для обеспечения обратного направления вращения двигателя двоичныйсчетчик 3 переводится в режим вычитания. В этом случае при переходе дво- ичного счетчика 3 через нуль появляется импульс на его выходе переноса, который инвертируется инвертором 9, прикладывается к его входу разреше- .ния установки (фиг. 2, Е) и устанавливает его младшие разряды в состояние пнуль а в старшие разряды за писывает число, поданное на входы 10 установки числа фаз. Инвертор 9 необходим для согласования уровней выхода переноса и входа разрешения установки. 50Преимущество устройства,заключается в ом, что оно позволяет управлять шаговыми двигателями с любымчислом фазВ то время как известное устройство позволяет управлять только двигателями, число фаз которогоравно 21, где 1 с = 2, 3, 4. ,. Следовательно, расширяется область применения устройства. Предлагаемое 88 6устройство целесообразно выполнить на число фаэ ш = 8, При этом оно может быть использовано для управления всеми шаговыми.двигателями, а именно трех-, четырех-, пяти-,.шести- и восьмифазными. Если число фаэ ш (8, то часть выходов устройства просто не используется. формула изобретения,Устройство для программного управления ш-фазным шаговым двигателем, содержащее блок задания программ, первый и второй выходы которого подключены к входам первого и второго счетчиков импульсов, разрядные выходы которых подключены к соответству-." ющим входам основного сумматора выход переноса которого подключен непос-редственно к первым информационным входам ш - мультиплексоров и через первый инвертор - к их вторым информационным входам, третьи информационные входы мультиплексоров соединены с шиной нулевого потенциала, а выходы мультиплексоров - с фазными обмотками шагового двигателя, о т л .ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . расширения области применения за счет возможности управления двигателями с любым числом фаз, в него введены второй инвертор, шдополнительных сумматоров и блок сравнения, первая группа входов которого соединена с группой выходов старших разрядов второго счетчика, импульсов, с группой управляющих входов первого мультиплексора и с первой группой входов первого дополнительного сумматора, вторая группа входов блоха сравнения соединена с группой входов установки числа фаз и с входами установки старших разрядов которого соединена с шиной низкого потенциала, выход йереноса второго счетчика импульсов через второй инвертор соединен с входом разрешения установки второго счетчика, импульсов, а К-вход соединен с выходом блока сравнения, группы управляющих входов мультиплексоров с второго по ш-й соединены с выходами дополнительных сумматоров, первые группы входов дополнительных сумматоров соединены с шиной низкого потенциала, входы младшего разряда - с шиной высокого потенциала, вторая группа вхо-, дов первого дополнительного суммато- ра подключена к выходам старших разря1594488 дов второго счетчика импульсов, айторые группы входов дополнительныхсумматоров с второго по Йп)-й сое динены с выходами дополнительных сумматоров соответственно с.первого по(й)-й. УСоставитель И.ШвТехред П.Олийнык Редактор И.Бла Корректор Н.Ревска Заказ 2828 Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССнская наб., д. 4/5 ИИПИ Государственного комитет 113035, осква, роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,1 й О раж б 71 по изоЖ, Р 4К