Распределитель импульсов для управления шестифазным шаговым двигателем

, РЕСПУБЛИК Н 02 Р 8/ ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ЯМОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с .опытным производством при Белорусском государственном университете им, В,И. Ленина(53) 621.313.525 (088.8)6).Авторское свидетельство СССР В 1083321, кл. Н 02 Р 8/00, опублик.30,03.83Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1631691, кл. Н 02 Р.8/00;. 14.02,89; Изобретение относится к управлению: электрическими машинами и может быть ис-: пользовано в.шаговом электроприводе на базе шестифазного двигателя.. Целью изобретения является повышение надежности путем исключения избыточ-: ных состояний и помеховых сигналов: навыходах распределителя.На чертеже представлена схема распределителя импульсов для управления шести- .- фазным шаговым двигателем.Распределитель импульсов содержит шину 1 "Ход/стоп", кодовый задатчик 2, четырехразрядный двоичный счетчик 3 с так. товым входом 4, входом 5 реверса и входом 6 разрешения счета, элемент И-НЕ 7, одно- вибратор 8, триггер 9, блок 10 задания ре. .жимов коммутации, первый - шестой(54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШЕСТИФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе на базе шестифазного двигателя. Цель изобретения состоит в повышении надежности путем исключения избыточных состояний и помеховых сигналов. Распределитель содержит счетчик 3, кодовый задатчик 2, одновибратор 8, триггер 9, элемент И-НЕ 7 и мультиплексоры 11-15. Использованы присущие прототипу избыточные состояния четырехразрядного двоичного счетчика 3 и избыточность по адресным входам мультиплексоров в качестве рабочих состояний и тем самым исключены причины появления помеховых сигналов на выходах распределителя, 1 ил,мультиплексоры 11-16, выходы которых являются выходами распределителя, первый информационный вход первого мультиплексора 11 соединен с вторым - шестым информационными входами соответственно второго - шестого мультиплексоров 12-16, второй - шестой информационные входы первого мультиплексора 11 подключены по кольцевой схеме аналогично первому информационному входу к соответствующим информационным входам втОрого - шестого мультиплексоров 12 - 16, седьмой ивосьмой информационные входы у каждого из мультиплексоров 11-16 объединены; соответственно с первым и шестым информационными входами этого же мультиплексора, второй информационный вход первого мультиплексора 11 связан с общейшиной, а его первый;третий,четвертый, томинформационномвыходеблока 10,равпятый и шестой информационные входы со- но как и на его остальных информационных единены с соответствующими информаци- выходах, не изменяется в процессе работы, онными выходамиблока 10 задания оставаясь все время низким либо высоким.режимов коммутации, информационные 5 При .наличии потенциального сигнала входы которого подключены к.выходам ко- низкого уровня на шине 1 "Ход/стоп" (или дового задатчика 2, входуправления связан при наборе. нулевого кода в кодовом задат с шиной 1 "Ход/стоп", вход для задания чике 2) на управляющем выходе блока 10 тактности коммутации соединен с выходом задания режимов коммутации присутствует пе ваго разряда четырехразрядного двоич сигнал низкого уровня. Поступая на вход ного счетчика 3, вход 6 разрешения счета разрешения счета четырехразрядного двокоторого подключен куправляющемувыхо- . ичного счетчика 3, этот сигнал блокирует ду блока 10 задания режимов. коммутации, счет своим уровнем при подготовке распре- выходы второго, третьего и четвертого делителя к работе. Блокировка счетчика 3 разрядов соединены соответственно с пер путем установления сигнала низкого уровня выми, вторыми и третьими адресными на шине 1 "Ходстоп" либо с набором нуле- входами мультиплексоров 11-16, первый, вого кода в кодовом задатчике 2 может исвторойичетвертыйвходыпредварительной пользоваться и в процессе работы установки подключены к входу 5 реверса, распределителя для обеспечения режимов третий вход предварительной установки 20 соответственно фиксированной стоянки связан с общей шиной, тактовый вход 4 объ- шагового двигателя либо стоянки с обестоединен с входом одновибратора 8 и входомценными обмотками при сохранении инфор- .установки в единичное состояние триггера мации о состоянии распределителя.9 вый вход кЬторого соединен с выхо- После набора нулевогокода режима ра, тактовык го овня на.:ом одновибратора 8, выход подключен к 25 боты и подачи сигнала высокого ур в вход записи информации четырехразряд- шину 1 "Ход/стоп" с управляющего выхода ного двоичного счетчика 3, информацион- блока 10 на вход 6 четырехразрядного двоный вход связан с выходом элемента И-НЕ ичного счетчика 3 поступает разрешающий 7, т ого подключены к выходам сигнал высокого уровня и счетчик 3 начина, входы которого подклго и четвертого разрядов четырехраз ет отсчитывать поступающие на его такторядного двоичного счетчика. вый вход 4 отрицательные уУстройство работает следующим обре- уееличивая либо уменьшая свое содержимое на единицу с каждым тактовым импульПри включении и подготовкеустройства сом соответственно при низком либо к работе на шине 1 "Ход/стоп" устанавлива высоком уровне потенциального сигнала на ется сигнал низкого уровня, четырехразряд-, входе 5 реверса. На выходах второго, третьный двоичный счетчик 3 обнуляется (цепи его ичетвертого разрядов четырехразрядобнуления стандартны и на чертеже не по- ного двоичного счетчика 3 при этом казаны), а в кодовом задатчике 2 набирается формируется двоичный код, изменяющийся ненулевой код необходимого режима рабо по каждому второму тактовому импульсу и ты распределителя, преобразуемый блоком подаваемый на соответствующие адресные 10 задания режимов коммутации в требуе- входы первого - шестого мультиплексоров мую совокупность потенциальных сигна-16, обеспечивая при этом поочередную лов, подаваемых .на информационные выборку информационных входов мультимультиплексоров 11-16. Если при 45 плексоров, сигналы на которых сформироэтом посредством кодового задатчика 2 вены блоком 10 задания рн я ежимов был выбран один из четырех возможных коммутации при постоянном поддержании двенадцатитактных режимов коммутации, сигналанизкогоуровнянавтороминформато уровень сигнала, поступающего с соот- ционйом входе первого мультиплексора 11 ветствующего информ цформационного выхода 50 и соответствующих информационных вхоблока 10 на третий информационный. вход дах остальных мультиплексоров.С измене- первого мультиплексора 11 и связанные с нием адресного к дго ко а меняется и ним информационные ве входы остальных комбинация сигналов на выходах мульти, б е изменяться с каж- плексоров 11-16, обеспечивая тем самым дым тактовым импульсом соответственно 55 поочередное переключение обмоток шаго- уровню сигнала на выходе первого разряда ваго двигателя по каждому такту при двечетырехразрядного двоичн гоичного счетчика 3, надцатитактных режимах коммутацииП б о из симметричных т. е, (благодаря изменению сигнала на третьемешеститактных режимов коммутацииобщим информационном входе первого мульти- количеством уровень5 ень сигнала на упомяну- плексора 11 и связанных с ним информаци1709490 10 20 30 40 45 50 55онных входах остальных мультиплексоров) либо по. каждому второму такту при выборе .одного из шеститактных режимов коммутации. При подаче тактовых импульсов на вход 4 каждый из этих импульсов запускает одновременно своим окончанием, т. е. переходом из 0 в 1, одновибратор 8, формирующий на своем выходе отрицательный импульс, длительность которого значительно меньше паузы между тактовыми импульсами, С выхода одновибратора 8 отрицательный импульс поступает на тактовый вход триггера 9 и подтверждает своим окончанием еди- .ничное состояние триггера 9 до тех пор, 15пока состояние счетчика 3 не станет равным 12 при прямом счете либо 15 при работе счетчика в режиме вычитания, т. е. до подачи двенадцатого тактового импульса при отСутствии сигнала реверса. При йоступлении двенадцатого тактового импульса (к примеру, в режиме прямого счета) на выходах третьего и четвертого разрядовчетырехраэрядного двоичного, счетчика 3 появляются сигналы высокого уровня, обус-. 25лавливающие сигнал низкого уровня на вы-.ходе элемента И-НЕ 7 и информационном.,входе триггера 9, переписываемый на выход триггера 9 окончанием импульса с выхода одновибратора 8, Тем самым после подачи двенадцатого тактового импульса с некото,рой временной задержкой, равной длительности формируемого одновибратором 8 импульса, на вход записи информации (8) четырехразрядного двоичного счетчика 3 с 35 выхода триггера 9 поступает разрешающий сигнал низкого уровня, по которому в счетчик 3 в режиме прямого счета записывается нулевой код. На выходах третьего и четвертого разрядов счетчика 3 при этом появляются сигналы низкого уровня и наадресные входы мультиплексоров подается нулевой код, обуславливающий выборку сигналов на первых информационных входах мультиплексоров 11 - 1 б, однако считывание этих входов уже,произошло к данному моменту времени по предшествующему штатному состоянию счетчика 3, равному 12, когда. на,младший адресный вход каждого иэ мульти-,плексоров 11 - 16 с выхода второго разряда счетчика 3 подавался уровень "0", в то время как на старшие адресные входы свыходов третьего и четвертого разрядов счетчика 3 поступали "1", что обусловило выборку седьмых информационных входов; связанных с первыми информационными входами в каждом из мультиплексоров, Тем самым после подачи двенадцатого тактового,импульса и корректного обнуления счетчика 3 по его штатному состоянию, равному 12 в режиме прямого счета, комбинация выход-. ных сигналов распределителя также меняется корректно и без каких-либо прасечек на выходах мультиплексоров. Началом следующего (т. е. тринадцатого) тактового импульса триггер 9 устанавливается в единичное состояние, запрещая дальнейшую запись информации в счетчик 3 вплоть до поступления очередного, кратного 12,тактового импульса, когда вышеописанный процесс обнуления счетчика 3 с корректным изменением комбинации выходных сигналов распределителя повторяется,При изменении направления движения путем подачи сигнала высокого уровня на вход 5 реверса счетчик 3 начинает работать в режиме вычитания. С учетом четырехразрядности счетчика 3 на всех разрядных выходах его после достижения нулевого состояния и поступления очередного тактового импульса появляется "1", что соответствует состоянию "15" счетчика. На информационный вход триггера 9 вновь с выхода элемента И-НЕ 7 поступает сигнал низкого уровня, записываемый в триггер 9 окончанием импульса с выхода одновибратора 8, В счетчик 3 при этом записывается код числа "11", что ведет к появлению сигнала низкого уровня на выходе третьего разряда счетчика и сигнала высокого уровня на выходе элемента И-НЕ 7 при сохранении уровней "1" на выходах остальных разрядов счетчика, Поступающий при этом на Адресные входы мультиплексоров 11- 1 б код(101) подтверждает выборку шестых ин-формационных входов мультиплексоров, считывание которых произошло по предшествующему Штатному состоянию счетчика 3, равному "15", когда на все адресные входымультиплексоров подавались уровни "1",обеспечивающие перепись на выходы мультиплексоров сигналов на восьмых информационных входах, связанных с шестыми информационными входами в каждом,из мультиплексоров, Тем самым и в режиме вычитания комбинация выходных сигналов распределителя также меняется корректно, без каких-либо помеховых сигналов на выходах мультиплексоров при использованиисостояния "15" счетчика 3, работающего врежиме пересчета на 12, в качестве штатно-,го состояния. После перезаписи информации (кода числа 1,1) в счетчик 3 триггер 9 устанавливается началом очередного тактового импульса в единичное состояние, блокируя дальнейшую запись данных в счетчик 3 вплоть до отработки очередного цикла и достижения счетчиком состояния "15" в режиме вычитания либо состояния "12" при прямом счете.Таким образом, предлагаемый распределитель импульсов для управления шестифазным шаговым двигателей облаДает, в сравнении с известным техническим реше- нием, более высокой надежностью благодаря использованию присущих прототипу избыточных состояний счетчика в качестве штатных рабочих состояний и исключению помеховых сигналов, в том числе синхронных помех,.на выходах распределителя.Распределитель мокет быть реализован на широко распространенных микросхемах серии,155, причем в качестве четы рехраэрядного двоичного счетчика можно использовать счетчик К 155 ИЕ 7 с соответствующей организацией счетного входа и входа реверса, в качестве одновибратора и триггера используется 1/2 микросхемы К 1 55 АГЗ и 1/2 микросхемы К 155 ТМ 2 соответственно,Формула изобретения Распределитель импульсов для управления шестифазным шаговым двигателем, содержащий шину "Ход/стоп", кодовый эадатчик, четырехразрядный двоичный счетчик с тактовым входом и входом реверса, элемент И-НЕ, шесть мультиплексоров и блок задания режимов коммутации, информационные входы которого подключены квыходам кодового задатчика, вход управления связан с шиной "Ход/стоп", вход для задания тактности коммутации соединен с выходом первого разряда четырехразрядного двоичного счетчика, выходы второго, третьего и четвертого разрядов которого.подключены соответственно к первым, вторым и третьим адресным входам мультиплексоров, выходы которых являются выходами распределителя, первый информационный вход первого мультиплексора. соединен с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым информационными входами соответственно второго, третьего, четвертого, пятого и шестого мультиплексоров, вто рой, третий, четвертый, пятый и шестойинформационные входы первого мультиплексора подключены к соответствующим информационным входам второго, третьего, четвертого, пятого и шестого мультиплексо ров по кольцевой схеме аналогично первомуинформационному входу первого мультиплексора, второй информационный вход которого связан с общей шиной, первый, третий, четвертый, пятый и шестой инфор мационные входы подключены к соответствующим информационным выходам блока. задания режимов коммутации, управляющий выход которого соединен с входом разрешения счета четы рехразрядного 20 двоичного счетчика, первый, второй и четвертый входы предварительной установки которого подключены к входу реверса, третий вход предварительной установки связан с общей шиной, а выходы третьего и четвер того разрядов соединены с входами элемен-та И-НЕ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения избыточных состояний и помеховых сигналов на выходах распределителя, 30 в него введены одновибратор и.триггер, ин-формационный вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, тактовый вход соединен с выходом одновибратора, вход которого связан с тактовым входом четы рехраэрядного двоичного счетчика и объе-.динен с входом установки в единичное состояние триггера, выход которого соединен с входом записи информации четырех-.разрядного двоичного счетчика, а седьмой и 40 восьмой информационные входы у каждогомультиплексора объединены соответственно с первым и шестым информационными входами этого же мультиплексора.1709490 Составитель И. Рудои Техред М.Моргентал едактор М.Циткина Корректор Л.Бескид Произ ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,енно-и каз М" , Тираж , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5