Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем

)5 Н 0 ЗОБРЕТЕН САНИ АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВ шестифазных шаговых двигателей. Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации. Распределитель содержит тактовую шину 2, шины управления 3, реверса 4, включения 21 шагового двигателя, четыре шины 7-10 выбора тактности коммутации, две шины 5, 6 выбора шагового двигателя (ШД), двоичный счетик 1, четыре элемента И-НЕ 11-14, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 20, два элемента ИЛИ 15, 16, два мультиплексора 18, 19 и инвертор 17. В соответствии с информацией на входных шинах из ПЗУ 20 выбираются кодовые комбинации согласно заданному режиму коммутации обмоток выбранного ШД. Расширение эксплуатационных возможностей достигается благодаря дополнительному обеспечению шести режимов коммутации ШД при общем количестве режимов, равном 20, 1 ил. ско-технол оизводство ном универССРССР8.(54) РЕВЕРСИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относитсяке и может быть использованвысокоадаптивного дискрепривода на базе трех-, чет к электротехнио при создании тного электроырех-, пяти- и тактовым входом (С), входами рез счета (у) и задания направления с соответственно с тактовой шиной 2, управления 3 и реверса 4, первую 5 6 шины выбора шагового двигате первую 7, вторую 8, третью 9 и четв шины выбора тактности коммутац ключенные к первым входам соотв но первого 11, второго 12, треть четвертого 14 элементов И-НЕ, пер второй 16 элементы ИЛИ, инвертор вый 18 и второй 19 мультиплексоры янное запоминающее устройство ( первый и второй выходы которого чены к первым входам соответстве вого 15 и второго 16 элементов ИЛИ Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано при создании высокоадаптивного дискретного электропривода на базе трех, четырех, пяти и шестифазных шаговых двигателей.Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации,На чертеже представлена функциональная схема реверсивного распределителя импульсов для управления шаговым двигателем. еверсивныи распределитель импульдля управления шаговым двигателем со ит двоичный счетчик 1, связанный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструктогическое бюро с опытным прпри Белорусском государствеситете им, В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СМ 1495976, кл. Н 02 Р 8/00, 19Авторское свидетельство СМ 1591178, кл, Н 02 Р 8/00, 19 решениячета (+1)шинамии вторуюля (ШД),ертую 10ии, под- етственего 13 ивый 15 и17, пери постоПЗУ) 20,подкл ю"нно пер, вторые5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 входы которых соединены с выходами первого 18 и. второго 19 мультиплексоров, а выходы используются соответственно в качестве первого и второго выходов распределителя, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами которого являются соответствующие выходы ПЗУ 20, разрешающий вход которого Я соединен с шиной 21 включения шагового двигателя, первый адресный вход подключен к выходу первого элемента И-НЕ 11, второй вход которого связан с выходом второго элемента И-НЕ 12, второй вход которого подключен к выходу первого разряда двоичного счетчика 1, выходы второго, третьего и четвертого разрядов которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым адресными входами ПЗУ 20, пятый адресный вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ 13, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ 14, связанного своим вторым входом с выходом первого разряда двоичного счетчика 1, первый информационный вход которого подключен к шине высокого потенциала, второй информационный вход объединен с первыми (младшими) адресными входами первого 18, второго 19 мультиплексоров и соединен с первой шиной 5 выбора ШД, . третий информационный вход связан с выходом инвертора 17, вход которого подключен к второй шине 6 выбора ШД и объединен с четвертым информационным входом двоичного счетчика 1 и вторыми (старшими) адресными входами первого 18 и второго 19 мультиплексоров, первый, второй, третий и четвертый информационные входы первого мультиплексора 18 подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому выходам ПЗУ 20, первый и четвертый информационные входы второго мультиплексора 19 в случае использования в качестве ПЗУ 20 микросхемы с низким активным уровнем выходного сигнала соединены с шиной высокого потенциала, т.е, на эти входы подан уровень логической единицы, второй и третий информационные входы второго мультиплексора 19 подключены соответственно к шестому и седьмому выходам ПЗУ 20.Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем работает следующим образом,Тип используемого в шаговом электро- приводе двигателя и соответствующий ему модуль счета двоичного счетчика 1 задается сочетанием двух потенциальных сигналов, подаваемых на первую 5 и вторую 6 шины выбора ШД. С учетом логической единицы на первом информационном входе двоичного счетчика 1 и инверсии сигнала, поступающего на третий информационный вход счетчика 1 с второй шины 6 выбора ШД через инвертор 17, на информационных входах 01, 02, 04, Ов счетчика формируется двоичный код, соответствующий заданному модулю счета,При подаче на шину 3 управления потенциального сигнала разрешения счета двоичный счетчик 1 начинает отсчитывать поступающие на его счетный вход тактовые импульсы, работая в зависимости от уровня потенциального сигнала на шине 4 реверса в режиме сложения или вычитания, На разрядных выходах двоичного счетчика 1 формируется при этом двоичный адресный код,поступающий на адресные входы ПЗУ 20, причем сигнал с выхода первого разряда счетчика 1 может проходить на первый или пятый адресные входы ПЗУ 20 только в том случае, когда на первые входы первого 11 и второго 12 элементов И-НЕ (т.е, на первую 7 и вторую 8 шины выбора тактности коммутации) или на первые входы третьего 13 и четвертого 14 элементов И-НЕ (т.е. на третью 9 и четвертую 10 шины выбора такт- ности коммутации) будут поданы разрешающие сигналы высокого уровня (логические единицы), В каждом из таких случаев при подаче разрешающего сигнала низкого уровня на шину 21 включения ШД, т,е. на разрешающий вход ПЗУ 20, считывание записанной в ПЗУ информации происходит по каждому тактовому импульсу и тем самым реализуются несимметричные режимы коммутации. В остальных случаях как на первом, так и на пятом адресных входах ПЗУ 20 постоянно поддерживается сигнал высокого или низкого уровня. т,е. логическая единица или логический нуль, вследствие чего записанная в ПЗУ 20 информация считывается по каждому нечетному или каждому четному тактовому импульсу, что обеспечивает реализацию симметричных режимов коммутации. Вариант соответствующей прошивки ПЗУ 20, в качестве которого используется одна микросхема К 155 РЕЗ (ПЗУ с органиэацией 32 х 8 бит и однократным электрическим программированием) приведен в табл. 1.Сигналы на первом и втором выходах распределителя, т.е. на выходах первого 15 и второго 16 элементов ИЛИ, обеспечивающих сложение по ИЛИ сигналов низкого уровня, формируются при работе распределителя из сигналов на первом и втором выходах ПЗУ 20 и выходных сигналов первого 18 и второго 19 мультиплексоров. Соответственно сочетанию потенциальных сигналов на адресных.входах мультиплексоров 18и 19, т.е, сигналов на первой 5 и второй 6 шинах выбора ШД, посредством которых одновременно задается и модуль счета двоичного счетчика 1, на выходы первого 18 и второго 19 мультиплексоров пропускаются один из выходных сигналов ПЗУ 20 и сигнал логической единицы либо сигналы, снимаемые с двух соответствующих выходов ПЗУ 20. Зависимость модуля счета двоичного счетчика 1 от потенциальных сигналов на шинах 5 и 6 выбора ШД, выбираемый при этом тип ШД и режимы коммутации, реализуемые для выбранного ШД в зависимости от потенциальных сигналов на шинах 7-10 выбора тактности коммутации для случая прямого счета, представлены в табл, 2,При изменении уровня потенциального сигнала на шине 4 реверса адресный код, формируемый двоичным счетчиком 1, меняется в обратной последовательности, обеспечивая считывание записанной в ПЗУ 20 информации в обратной последовательности, что приводит к реверсу шагового двигателя и его вращению в противоположном направлении. Фиксированная стоянка шагового двигателя при необходимости обеспечивается путем подачи потенциального сигнала запрета счета на шину 3 управления распределителя. Если в данном режиме на шину 21 включения ШД подать запрещающий сигнал высокого уровня, то на всех выходах ПЗУ 20 независимо от состояния адресных входов появятся сигналы одинакового(высокого) уровня, что обуславливает появление таких же сигналов на всех выходах распределителя, обеспечивающее обесточивание обмоток шагового двигателя с сохранением в счетчике информации о состоянии распределителя.Таким образом, данный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем обладает более широкими в сравнении с известными техническими решениями эксплуатационными возможностями. Общее количество режимов коммутации шаговых двигателей, реализуемых посредством предлагаемого распределителя, равно 20, что более чем на 400 превышает число режимов, обеспечиваемых прототипом, Для наиболее распространенного четырехфазного шагового двигателя предлагаемый распределитель обеспечивает все возможные режимы четырех- и восьмитактной коммутации обмоток,Формула изобретения Реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, содержащий первую и вторую шины выбора шагового двигателя, первую и вторую шины 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 выбора тактности коммутации, двоичный счетчик, связанный тактовым входом, входами разрешения счета и задания направления счета соответсгвенно с тактовой шиной, шинами управления и реверса, инвертор, первый и второй элементы И-НЕ, постоянное запоминающее устройство, первый мультиплексор и первый элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к первому выходу постоянного запоминающего устройства, разрешающий вход которого соединен с шиной включения шагового двигателя, первый адресный вход подключен к выходу первого элемента И-НЕ, первый вход которого связан с первой шиной выбора тактности коммутации, второй вход соединен с выходом второго элемента ИНЕ, первый вход которого подключен к второй шине выбора тактности коммутации, второй вход соединен с выходом первого разряда двоичного счетчика, выходы второго, третьего и четвертого разрядов которого связаны соответственно с вторым, третьим и четвертым адресными входами постоянного запомина.ощего устройства, первый информационный вход двоичного счетчика подключен к шине высокого потенциала, второй информационный вход объединен с первым адресным входом первого мультиплексора и соединен с первой шиной выбора шагового двигателя, третий информационный вход связан с выходом инвертора, вход которого подключен к второй шине выбора шагЬвого двигателя и объединен с четвертым информационным входом двоичного счетчика и вторым адресным входом первого мультиплексора, выход которого связан с вторым входом первого элемента ИЛИ, а первый, второй и третий информационные входы соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами постоянного запоминающего устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения числа режимов коммутации, в него введены третья и четвертая шины выбора тактности коммутации, третий и четвертый элементы И-НЕ, второй мультиплексор и второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу постоянного запоминающего устройства, второй вход соединен с выходом второго мультиплексора, адресные входы которого объединены с соответствующими адресными входами первого мультиплексора, первый и четвертый информационные входы подключены к шине высокого потенциала. второй информационный вход объединен с третьим информационным входом первого мульти1677842 плексора, четвертый информационный вход которого объединен с третьим информационным входом второго мультиплексора и подлкючен к седьмому выходу постоянного запоминающего устройства, пятый адресный вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, первый вход кото 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 Х 1 1 х 0 1 х Х Х Х Х х Х х 1 1 0 1 0 17 18 19 20 1 01 0 0 1 0 1 23 24 0 1 1 1 1 1 1 1 27 28 1 0 1 0 Х Х х 1 111 1 а ШД включена," 1состояние,ка ото 7 8 9 10 11 12 13 14 15 м е ч а н и е, 0 - обмо Х - люборого связан с третьей шиной выбора тактности коммутации, второй вход соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к четвертой шине 5 выбора тактности коммутации, а второйвход объединен с вторым входом второго элемента И-НЕ.10 1677842 таблмца 2 Тин ШП н ренин рйботы Входы распределителя0 9 8 7 Ь Трехфаэныя ВЛ 0 О 0 О 1 6 0-2-4 Трентантння коьоьутацин1-2-3 1-3-5 Трехзактявя коммутация12-23-31 0-12-3-4-5 0 1 1 1 Шестнтамтная коьвьутвцяя1-2-2-23-3-31 О 0 1 1 1 Четырехфвзный68 Четырехтвнтнвя коьеьутацня1-2-3-4 1-3 5 7 Четырехтвктнаякоммутация2-23 Э 4-41 О 1 2-3-4 5-6-7 Восьмитвктнвя коммутация1-12-2-23-3-34-4-41 1 Х О 1-1 7-3-19-5-217-23 Эосьмитактнвя коммутация12 12 3-23-234-34 34 1-ч 1412ОО О 0-2-4-6-8 1 1 О ятифаэный ЬП Пятитактная номмутацня1 2 3 4-5 1 Э 5 7 9 Пятитактнвя коючутвция12-23-34-45-51 17 19 21-23 25 Пятнтактнвя комнутвцмя123-234-345-45 1-5 12 О 1 10-1-2-3-4 5-6- Лесятнтактнвя коммутация 7-8-9 1-12-2-23-3-34-4-45-5-51 1 0 1 О 0 1 10 Пятифаэныя ШД 1 17 3.+19-5 217-23-9-25 1 1 1 0 Шестнфязныя ВЛ 1 1 12 0-2-46 8-0 Шеститактнвя коммутация1 2-3-4-5-6 1 Х 0 1-2-5-7-9-11 Шеститактная коммутация2-23-34-45-56-61 Шестнтактная коммутация 123 234-345 45 Ь+12 Х О Х О 17-19-21-23-2527 Х 0 О 1 16 18-20-22-2426 Шестнтактная коммутация Ь 123-1234-2345-3456- 4561-5 Ы 2 0-1-2-3-4-5-6 7- Даенадцатитактнвя коммутация 8-9-10-1 1-12-2 3-3" 34-4-45-5 5 6-6-61" 7-3 19-5-21"7-23-9 25 1127 даенадцатитактная коммутация12-23-23-234-34-345-45- 456-56561-61-612 16-17-18-9-2021-22-23 24-2526-27 Х 0 1 1 Двенвдцатитактная коьнеутация 6123-123 234 232345 345 3456 456-4561-5 Ь 1 5612-Ы 2 П р и и е ч в н и е, Х гцьбое состояние (уровень логической единицы или нуля) О 1 О0 1 Х О 0 1 Х 0 0 1 10О 1 0 1 Х 0 Х 0 Х 0 О 1 11 1 Х 0 Информационнывнходысчетчикл 1 Колуль Адрес ПЗУсчета8 .Ь 08, 1 Десятитактнвя коммутаций2 123-23-234-34 Э 45-45451-5 5121677842 Ше аказ 3122 Тираж 330 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Составител едактор Г.Мозжечкова Техред М,М