Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , к многорежимному шаговому электроприводу. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем реализации режимов несимметричной коммутации. Устройство содержит генератор тактовых прямоугольных импульсов, выход которого связан с входом реверсивного распределителя импульсов (РРИ), состоящего из реверсивного двоичного счетчика и дешифратора из четырех логических элементов И 7-10. Для достижения цели между выходами РРИ и выходными шинами 50-53 устройства введены входная группа из четырех элементов 2И 11- 14, шесть входных логических элементов ИЛИ 15-20, шесть инверторов 21- 26, четыре выходных группы элементов 2И 27-30 по четыре элемента в каждой группе и четыре выходных элемента ИЛИ 43-46, входы которых связаны с соответствующими выходами выходных групп элементов 2И 39-42, а выходы присоединены к выходным шинам 50-53 устройства. и1ины разрешения режимов коммутации присоединены к управляющим -входам соответствующих выходных групп элементов 2И. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С014ИАЛИСТИ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (11) Ai (51) 4 Н 02 Р 8 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3896069/24-07 (22) 16.05.85 (46) 07.03.88. Бюл. У 9 (7l) ЛГУ им. А.А.Жданова (72) А.З.Подколзин и Н.А.Подколзина (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 476651, кл. Н 02 Р 7/62, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 1246332, кл. Н 02 Р 8/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТНРЕХФАЗНЬ1М ШАГОВ11М ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к элек гротехнике, к многорежимному шаговому электроприводу. Цель состоит в расширении функциональных воэможностей путем реализации режимов несимметричной коммутации. Устройство содержит генератор тактовых прямоугольных импульсов, выход которого связан с входом реверсивного распределителя импульсов (РРИ), состоящего из реверсивного двоичного счетчика и дешифратора из четырех логических элементов И 7-10. Для достижения цели между выходами РРИ и выходными шинами 50-53 устройства введены входная группа из четырех элементов 2И 1114, шесть входных логических элементов ИЛИ 15-20, шесть ннверторов 2126> четыре выходных группы элементов

2И 27-30 по четыре элемента в каждой группе и четыре выходных элемента ИЛИ 43-46, входы которых связаны с соответствующими выходами выходных групп элементов 2И 39-42, а выходы присоединены к выходным шинам 50-53 устройства. Нины разрешения режимов коммутации присоединены к управляющим входам соответствующих выходных групп элементов 2И. 2 ил.

1379934

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано н многорежимном шаговом электроприводе.

Цель изобретения — расширение функциональных нозможностей путем реализации режимов несимметричной коммутации.

l0

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства управления; на фиг. 2 — циклограмма его работы.

Выход генератора 1 тактовых прямоугольных импульсов со скважностью два соединен со счетным входом счетного триггера 2 и с информационными входами логических элементов 2И 3 и

4, выходы которых через элемент ИЛИ

5 связаны со счетным входом счетно20 го триггера 6. Потенциальные выходы триггеров 2 и 6 присоединены н определенной последовательности к входам дешифратора из элементов 2И 7-10.

Элементы 2-10 образуют формиронатель четырехтактной последовательности импульсов. Информационные входы элементов 2И 11-14 связаны с выходами дешифратора. Выходы входных элемен.тов KIH 15-20 соединены с входами

30 инверторон 21-26. Информационные входы элементов 2И 27-30 соединены соответственно с выходами элементов 2И

7-10, Информационные входы элементов

2И 31-34 соединены соответственно с 35 выходами элементов ИЛИ 15 и 20 и иннерторон 21 и 26. Информационные входы элементон 2И 35-38 соединены соответственно с выходами элементов

ИЛИ 16-19. Информационные входы эле- 40 ментов 2И 39-4? соединены соответственно с выходами инверторов 22-25.

К входам выходных элементов ИЛИ 4346 присоединены выходы соответствующих элементов 2И 27-42, Нины 47 45 соединяются с усилителями мощности.

1 !ина 48 служит для подачи сигнала, разрешающего коммутацию фаэ шагового двигателя в обратной последовательности, а шина 49 — в прямой последовательности. На шину 50 подается сигнал разрешения симметричной пофазной коммутации, на шину 51 сигнал разрешения симметричной парнофазной коммутации на шину 52 — сиг1 55 нал разрешения несимметричной парнофаэной коммутации, на шину 53 — сигнал разрешения несимметричной парнотрехфазной коммутации.

Элементы 2И 11 — lч образуют входную группу элементов И, элементы 2И

27-30 — первую выходную группу элементов И, элементы 2И 31-34 — вторую выходную группу, элементы 2И 35-38— третью выходную группу, элементы 2И

39-42 — четвертую выходную группу.

Счетные триггеры 2 и 6 с элементами

2И 3 и 4 и элементом ИЛИ 5 образуют ренерсивный двоичный счетчик.

Рассмотрим работу устройства в различных режимах его функционирования для случая коммутации фаэ шагового двигателя (IW) н прямой последовательности.

Режим симметричной пофазной коммутации, На шины 50 и 49 подается разрешающий потенциальный сигнал; на шинах

51-53 и 48 этот сигнал отсутствует (элементы 2И 31-42 остаются закрытыми).

По ближайшему импульсу Т, поступающему с генератора 1, триггер 2 устананливается в состояние "1" (триггер 6 находится в "0"). При этом на выходе элемента 2И 7 появляется сигнал "1" (на выходах элементов 2И 8-10 сигнал отсутствует), который поступает через открытый элемент 2И 27 и элемент ИЛИ 43 на первую выходную шину устройстна, llо второму импульсу Т триггер

2 устанавливается н "0", формируемий с помощью элемента 2И 4 импульс переноса поступает на счетный вход триггера 6 и устанавливает его н "1".

Соответственно на выходе элемента

2И 8 появляется сигнал "1" (на выходах элементов 2И 7, 9 и 10 сигнал отсутствует), который поступает через открытый элемент 2И 28 и элемент KIH

44 на вторую выходную шину устройства и т.д.

Следонательно, н течение одного

1 периода 1= — (à — частота следования

f импульсов Т) сигнал присутствует только на одной выходной шине устройства, т.е. обеспечивается следующая последовательность коммутационных сигналов 1-2-3-4-1...

Режим симметричной парнофаэной коммутации.

На шины 51 и 49 подается разрешающий потенциальный сигнал; на шинах

50, 52 и 53 и 48 этот сигнал отсут1379934 ствует (элементы 2И 27-30 и элементы

2И И 35-42 остаются закрытыми).

По ближайшему импульсу Т, поступающему с генератора 1, триггер 2 устанавливается в 1 (триггер 6 наfl II 5 ходится в "0"). При этом на выходе элемента 2И 7 появляется сигнал "1", который поступает через элемент ИЛИ

15, открытый элемент 2И 31 и элемент

ИЛИ 43 на первую выходную шину устройства. В связи с отсутствием сигнала на выходе элемента ИЛИ 20 с выхода инвертора 26 поступает через открытый элемент И 34, элемент ИЛИ

46 на четвертую выходную шину устройства сигнал "1". Элементы 2И 32 и 33 остаются закрытыми, так как на их информационных входах отсутствуют сигналы, 20

По второму импульсу Т триггер 2 устанавливается в "0", импульс переноса с выхода элемента 2И 4 устанавливает триггер 6 в "1", соответственно на выходе элемента И 8 появляется сигнал "1", который поступает через элементы ИЛИ 15 и 20, открытые элементы 2И 31 и 32, элементы ИЛИ

43 и 44 на первую и вторую выходные шины устройства. Элементы 2И 33 и 34 остаются закрытыми, так как на их информационных входах отсутствуют сигналы и т,д, Следовательно, в течение одного периода сигналы присутствуют одновременно на двух выходных шинах 35 устройства, т.е. обеспечивается сле,дующая последовательность коммутационных сигналов 41-12-23-34-41... !

Режим несимметричной парнопофаз- 40 ной коммутации.

На шины 52 и 49 подается разпешающий потенциальный сигнал, на шинах 50, 51, 53 и 48 этот сигнал отсутствует (элементы 2И 27-34 и эле- 45 менты 2И 39-42 остаются закрытыми).

По ближайшему импульсу Т, поступающему с генератора 1, триггер 2 устанавливается в "1" (триггер 6 находится в "0"). При этом на выходе элемента 2И 7 появляется сигнал

"1", который поступает через элемент

KlH l6, открытый элемент 2И 35 и элемент ИЛИ 43 на первую выходную шину устройства. Кроме того, на вре55 мя действия импульса Т открывается элемент 2И 14 и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 19, открытый эле" мент 2И 38, элемент ИЛИ 46 поступает на четвертую выходную шину устройства. Элементы 2И 11-13 и элементы

2И 36 и 37 остаются закрытыми, так как на их информационных входах отсутствуют сигналы.

По второму импульсу Т триггер 2 устанавливается в "0", импульс переноса с выхода элемента 2И 4 устанавливает триггер 6 в "1", соответственно на выходе элемента 2И 8 появляется сигнал "1", который поступает через элемент ИЛИ 17, открытый элемент 2И 36 и элемент ИЛИ 44 на вторую выходную шину устройства. Кроме того, на время действия второго импульса Т открывается элемент 2И ll и сигнал с его выхода через элемент

ИЛИ 16, открытый элемент 2И 35 и элемент ИЛИ 43 поступает на первую выходную шину устройства. Элементы

2И 12-14 и элементы 2И 37 и 38 остаются закрытыми, так как на их информационных входах отсутствуют сигналы и т.д.

Следовательно, в течение действия импульса Т сигнал присутствует одновременно на двух соседних выходных шинах устройства, а во время паузы между импульсами Т вЂ” на одной выходной шине устройства, т.е. обеспечивается следующая последовательность коммутационных сигналов 41-112-2-23-3-34-4-41-...

Режим несимметричной парнотрехфязной коммутации.

На шины 53 и 49 подается разрешающий потенциальный сигнал, на шинах 50-52 и 48 этот сигнал отсутствует (элементы 2И 27-38 остаются закрытыми).

По ближайшему импульсу Т, поступающему с генератора 1, триггер 2 устанавливается в "1" (триггер 6 находится в "0").

При этом на выходе элемента 2И 7 появляется сигнал "1", который поступает через элемент ИЛИ 16 на вход инвертора 22, на выходе которого сигнал отсутствует, элемент 2И 39 закрыт и на первой выходной шине устройства сигнал не появляется. В течение действия импульса Т отсутствует сигнал и на четвертой выходной шине устройства, так как элемент 2И

14 открыт, а следовательно, на выходе инвертора 25 сигнал отсутствует.

Сигналы с выходов инверторов 23 и 24 (на элементах ИЛИ 17 и !8 сигналы от1379934 сутствуют) через открытые элементы

2И 40 и 41, элементы ИЛИ 44 и 45 поступают соответственно на выходные вторую и третью шины устройства. По

5 окончании действия импульса Т появится сигнал и на четвертой выходной лине устройства с выхода инвертора

25 через открытый элемент 2И 42 и элемент ИЛИ 46. 10

По второму импульсу Т триггер 2 устанавливается в "0", импульс переноса с выхода элемента И 4 устанавливает триггер 6 в "1", соответственно на выходе элемента 2И 8 появляется сигнал "1", который поступает через элемент ИЛИ 17 на вход инвертора 23, на выходе которого сигнал отсутствует, элемент 2И 40 закрыт и на второй выходной шине устройства сигнал отсутствует. В течение действия импульса Т отсутствует сигнал и на первой выходной шине устройства, так как элемент 2И 11 открыт, а следовательно, на выходе инвертора 22 сигнал отсутствует. Сигналы с выходов инверторов 24 и 25 (на элементах ИЛИ

1Я ц 19 сигналы отсутствуют) через открытые элементы 2И 41 и 42, элементы 111111 45 и 46 поступают соответст30 веяло на выходные третью и четвертую шины устройства, По окончании действия второго импульса Т появится сигнал и на первой выходной шине устройства с выхода инвертора 22 через открытый элемент 2И 39 и элемент ИЛИ 43.35

Следовательно, в течение действия импульса Т сигнал присутствует одновременно на двух соседних выходных линах устройства, а во время паузы между импульсами Т вЂ” на трех выход- 40 ных линах устройства, т.е. обеспечияается следующая последовательность коммутационных сигналов — 23-234-34341-41-412-12-123-23-...

Формирование последовательностей 45 коммутационных сигналов для управления ИД лри обратном направлении переключения его фаз происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что потенциальные сигналы разрешения ло- 50 данл ся ла шипу 48 и лины 50-53. 1ехнико-экономическая эффективность устройства заключается в расши" реши функциональных воэможностей, связанном с обеспечением симметрич" лой ларлофазлой коммутации и несимметрична:х ларнолофазной и ларнотрехфазной коммутации. формула изобретения

Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь четырехтактной последовательности импульсов, нину выбора режима и четыре канала управления, каждый из которых включает в себя элемент 2И, элемент ИЛИ и усилитель мощности, соединенный выходом с фазой двигателя, а входом — с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента 2И, один вход которого соединен с шиной выбора режима, а второй — с выходом формирователя четырехтактной последовательности импульсов, соединенного с линами прямого и обратного хода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реализации рекиМ0В несимметричной коммутации, введены три шины выбора режима, четыре элемента 2И, шесть элементов HJIH шесть инверторов, а в каждый канал введены три дополнительных элемента

2И, соединенные выходами с входами элемента ИЛИ, первыми входами — с введенными шинами выбора режима, вторые входы первых дополнительных элементов 2И двух каналов соединены с выходами первого и второго введенных элементов ИЛИ непосредственно, а двух других каналов — через инверторы, вторые входы вторых дополнительных элементов 2И соединены каждый с выходом одного из остальных введенных элементов ИЛИ, соединенным через инвертор с вторым входом третье го дополнительного элемента 2И того же канала, первые входы первого и второго введенных элементов ИЛИ соединены между собой и с одним выходом формирователя четырехтактной последовательности импульсов, смежные выходы которого соединены с вторыми входами указанных элементов ИЛИ, первые входы остальных элементов ИЛИ соединены с выходами формирователя четырехтактной последовательности импульсов, смежные выходы которого соединены с первыми входами введенных элементов 2И, выходы которых соединены с вторыми входами тех же элементов ИЛИ, а вторые входы — с генератором тактовых импульсов со скважностью, равной двум. н п

И12 изие яюп ниии

НЕТ

hs*rS

Составитель В.Алфимов

Редактор А.Козориз Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 992/57

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная,. 4