Распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем

СООЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 191 (1 656 02 Р 8/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Ь 5 фь б Т Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРЬ 1 ТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСНСМУ. СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конструкгорско-техноло:и 1 еское бюро с опытньм производством при .Белорусском государственном университете им. В.И, Ленина (72) В.Д, Телегин, И,Н. Рудой, В.В. Нижников и В.И. Лакизо (53) 621.313.525(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Р 1543529, кл, Н 02 Р 8/00, 11.04.8Авторское свидетельство СССР М .1474822, кл. Н 02 Р 8/00, 06.07.8 2(54) РАСПРЕДЕЛ 11 ТЕЛЬ 11 Ю 1 УЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЬ 1 РЕХФАЗНЫИ ШАГОВЬЕ ДВИГАТЕЛЕ 11(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для многорежимного управления четырехфаз - ными шаговь 1 ми двигателями. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возожностей. Распределитель содержит дины управления 4, тактовую 5, реверса б, три плгны 1-3 выбора ре - жима коммутации, ревсрсивпыи двоичный счетчик 12, три элсмента И 7,8,9, два элемента 1 Ш 11 10, 11 и четыре муль16246563 типпексора 13-16, выходы которых используются в качестве выходов распределителя, а адресные входы соединены с выходами второго и третьего разря 5 дов реверсивного двоичного счетчика 12, Расширение функциональных возможностей распределителя достигается благодаря обеспечению трех режимов четыИзобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами и может быть использовано для многорежимного управления четырехфазными щаговыми двигателями.Цель изобретения - расширение функЮ циональных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации.На чертеже представлена блок-схема распределителя импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем.Распределитель. импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем содержит первую 1, вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации, шину 4 .управления, тактовую шину 5, шину 6 реверса, первый 7, второй 8 и30 третий 9 элементы И, первый 10 и второй 11 элементы ИЛИ, реверсивный двоичный счетчик 12, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 мульти.плексоры, выходы которых являются выходами распределителя, первый информационный вход первого мультиплексора 13 соединен с вторым информационным .входом второго 14, третьим информационным входом третьего 15, четвер 40 тым информационным входом четвертого 16 мультиплексоров и подключен к выходупервого элемента И 7, второй информационный вход первого 13, третий информационный вход второго 14, четвертый информационный вход третьего 15 и первый информационный вход четвертого 16 мультиплексоров подключены к общей шине, третий информационный50 вход первого мультиплексора 13 соединен счетвертым информационным входом второго 14, первым информационным входом третьего 15 вторым информационным входом четвертого 16 мультиплексоров и подключен к выходу второго элемента ИЛИ 11, четвертый информа-. ционный вход первого мультиплексора 13 связан с первым информационным рехтактной и двух режимов восьмитакт-. ной коммутации обмоток двигателя. Режимы коммутации и стоянки двигателя, в т,ч, с обесточенными обмотками, организуются с помощью комбинаций потенциальных сигналов на входных шинах распределителя. 1 ил., 1 табл,входом второго 14, вторым информационным входом третьего 15, третьим информационным входом четвертого 16 мультиплексоров, вторыми входами первого 7и второго 8 элементов И, первого элемента ИЛИ 1 О и подключен к второй шине 2 выбора режима коммутации, первый вход первого элемента И 7 соединенс первой шиной 1 выбора режима коммутации, первый вход первого элементаИЛИ 10 подключен к третьей шине 3 выбора режима коммутации и соединен спервым входом второго элемейта ИЛИ 11,второй вход которого связан с выходомвторого элемента И 8, первый вход которого подключен к выходу первогоразряда реверсивного двоичного счетчика 12, выходы второго и третьегоразрядов которого соединены соответственно с первыми (младшими ) и вторы.ми (старшими) адресными входами мультиплексоров 13-16, вход для заданиянаправления счета и тактовый вход реверсивного двоичного счетчика 12 подключены к шине 6 реверса и тактовойшине 5 соответственно, а вход разрешения счета счетчика 12 соединен свыходом третьего элемента И 9, первыии второй входы которого подключены соответственно к выходу первого элемента ИЛИ .10 и шине 4 управления,Устройство работает следующим образом,При подготовке распределителя к работе в зависимости от требуемого режима коммутации обмоток .шагового. двигателя на первую 1, вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации,т.е. на входы. первого элемента И 7,первого элемента ИЛИ 10, второй входвторого элемента И 8 и первый входвторого элемента ИЛИ 11, обеспечиваю-щих сложение соответственно по И иИЛИ сигналов высокого уровня, подаются соответствующие уровни потен 1624656циальныхсигналов управления. Приотсутствии сигнала запретя низкогоуровня) на выходе третьего элементаИ 9, т.е. входе разрешения счета реверсивного двоичного счетчика 12 последний отсчитывает поступающие наего тактовый вход импульсы, подавае. -лгые на тактовую шину 5. При этом записываемое в счетчик 12 двоичноечисло. с каждым тактовым импульсомувеличивается либоуменьшается наединицу в зависимости от уровня потенциального сигнала на шине б реверса. На выходах второго и третьего разрядов счетчика 12, модуль счета которого равен 8, при этом формируетсядвоичный код, изменяющийся по каждому второму тактовому импульсу, Поступая на адресные входы мультиплексо Оров 13-16, этот код обуславливаетперепись на выходы мультиплексоровсигналов, которые Формируются ня информационных входах мультиплексоровс помощью первого 7, второго 8 элементов И, первого 10 и второго 11 элементов ИЛИ изпотенциальных сигналов.,подаваемых на первую 1, вторую 2 итретью 3 шины выбора режима коммутации, В случае режимов с восьмитяктпойкоммутацией обмогок двигателя дляформирования сигналов ця информационных входах мультиплексоров использу. -ется также сигнал, снимаемый с выхода первого разряда счетчика 12. Зависимость вырябатываелгых ня выходахмультиплексоров 13-.16 кодовых комбинаций от уровней потенциальных сигналов ня входных шинах распределителя представлена для случая прямого40счета в таблице,В зависимости от комбинации потенциальных сигналов ня первой 1,второй 2 и третьей 3 шинах выбора режима коммутации распределитель, какэто видно из таблицы, обеспечиваетпереключение обмоток четырехфазногошагового двигателя по любому из встречающихся на практике аглгОритко, причем благодаря возможности выбора тогоили иного режима коммутации в каждомконкретном случае могут быть обеспечены как оптимальное энергопотребление, так и соответствующий характердвижения плавность хода, электрическое демпфирование и т,д,) .55При изменении уровня потенциального сигнала на шине 6 реверса адресный код меняется в обратной последовательности, обеспечивая перепись сигналов с информационных входов мультиплексоров на их выходы в обратном порядке и тем самым отработку реверса шагового двигателя и его вращение в противоположном направлении,При подаче потенциального сигнала запрета счета (низкого уровня) ня шину 4 управления этот сигнал с выхода третьего элемента И 9 поступает на вход разрешения счета реверсивного двоичного счетчика 12 и блокирует счет, причем записанный ранее код сохраняется на выходах счетчика, благодаря чему обеспечивается стоянка шагового двигателя с включенныл 1 н обмотками при сохранении информации в распределителе.Если в данном режиме на вторую 2 и третью 3 шины выбора режима коммутации подать сигналы низкого уровня, то на всех информационных входах всех мультиплексоров (и тем самым пя их выходах) появятся сигналы низкого уровня независимо от состояния адресных входов мультиплексоров, т.е. от состояния счетчика 12, хранящего информацию о положении ротора двигателя. Блокировка счета в режиме стоянки двигателя с обесточенными обмотками дополнительно подтверждается сигналом низкого уровня, поступающего с выхода первого элемента ИЛИ 1 О ня первый вход третьего элемента И 9. Для возобновления движения вначале снимается блокировка счета по первому входу третьего элемента И 9 путем подачи соответствующих сигналов ня шины 1-3, после чего на.шину 4 управления подается сигпял разрешения счета. В сравнении е известными техническими решениями данный распределитель импульсов имеет более широкие функциональные возможности, обеспечивая все возможные режимы коммутации четырехфазных шаговых двигятелей и тем самым расширяя возможности применения электропривода на базе этих двигателей. В каждом конкретном случае распределитель позволяет выбрать режим коммутации, наиболее полно отвечающий режиму нагрузки двигателя и требуемому 1 характеру, движения, благодаря чему достигается оптимальное энергопотребление и улучшаются динялшческие характеристики шагового приводя в целом., 7 Режи Входные шиныресныи Выхкод ы распределит а А 4 3 2 1 О Четырехтактнакоммутация3-4-1-2-3 3 0 4 О 5 1 6 1 О О О О О 0 О ОО0О Четырехтактная О коммутация23-34-41-12-23О О О 1 1 .О 1 О О О 0 О 0 О 7 . 1 8 ф 1 9 О1 О 2 О 3 О 1 111 1 О О1 О СОО 1О О 1О 1. 1О, 1 11 1 О 5 1 О6 1 О 1 1 О 1 1 О О О О Формула изобретенияРаспределитель импульсов дляуп-. равления четырехфазным шаговым двигателем, содержащий шину управления,5 первую шину выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик, вход задания направления счета и тактовый вход которого подключены к шине реверса и тактовой шине, первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры, первый информационный вход первого мультиплексора соединен с вторым информационным входом второго, третьим информационным входом третьего и четвертым информационным входом четвертого мультиплексоров, второй информационный вход первого, третий информационный вход второго, четвертый информационный вход третьего и первый информационный вход четвертого мудьтиплексоров подключены к общей шике, третий информационный вход первого мультиплексора соединен с четвертым информационным входом второго, 25 первым информационным входом третьего и вторым информационным входом четвертого мультиплексоров, четвертый информационный вход первого мультиглексора связан с первым информационнымвходом второго, вторым информационным входом третьего и третьим информационным входом четвертого мультиплексоров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации, введены вторая и третья шины выбора режима коммутации, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых подключены к третьей шине выбора режимакоммутации, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с второй шиной выбора режима коммутации, вторым входомвторого элемента И, четвертым информационным входом первого мультиплексора и вторым. вхо 1;ом первого элементаИ, первый вхоД которого подключенк первой шине выбора режима коммутации, а выход соединен с первым информационным входом первого мультиплексора, третий информационный входкоторого подключен к выходу второгоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом второго элемента И,первый. вход которого подключен к выходу первого разряда реверсивногодвоичного счетчика, выходы второгои третьего разрядов которого соединены соответственно с первыми и вторымиадресными входами мультиплексоров,а вход разрешения счета. связан с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ и шиной управления,624656 О Продолженис таблицы Выходы распределителя Режим Такт Адресныйкод Входные шины 11 Т 4 3 2 1 5 ВА 1 1 1 1 Четырехтактнаякоммутация123-234-341-412-1231 О 1 О Восьмитактная коммутация2-23-3-34-4-41 - 1-1"Восьмитактная 1 О 1 1 коммутация12-123-23-234-34-341-41-412-12 Стоянка с вклюО Х ченпыми обмоткамиД обесточен О О О О О О О Х Х Хренениеадреса П р и м е ч а н и е. Потенциальные сигналы Х,Х н Хна шинах 1,2,3 в режиме стоянки с включенными обмотками соответствуют;одному из пяти режимов коммутации. Составитель В. АлфимовРедактор Т. Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши Заказ 201 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно"издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 1 2 3 4 5 6.7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 О О О О О 1 О 1 1 О 1 О 1 1 1О О О О О О О 1 О1 1 О 1 О 1 1 1 1 О О О. О О О О 1 О 1 1 О 1 О 1 1 1 1 О О Храйение адреса 1О 1О 11 111 11 11 О1, ОО 1.О ОО 1О 11, 11 О1 ОО ОО ОО ОО ОО 1О11 11 11 11 О 1 ОО ОСохранение пр го состояния 1 1 1 1 1 О 1 О О . 1 О 1 1 11 1.