Устройство для управления шаговымдвигателем

Устройство для управления шаговымдвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистических

Республик („)819795

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.09.78 (21) 2665586/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

Й 05 В 19/40

Гееуддрстеенный комитет

СССР (53) УДК 62-50 (088.8) IIo делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.04.81 (72) Авторы изобретения

А. Н. Фойда, В. А. Скомров и В. П. Самуйленко (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ

ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в коммутаторах шаговых двигателей 4 в исполнительных устройствах приборов автоматики и вычислительной техники.

Известно цифровое устройство для управления шаговыми двигателями (1), содержащее блок входных воздействий, преобразователь кода, логические блоки по числу шаговых двигателей, каждый логический блок содержит триггер отработки и триггер знака, выходы которого подключены соответственно к первым входам двух элементов И. Установочные входы триггера отработки и триггера знака каждого логического блока и вход преобразователя соединены с выходом блока входных воздействий, вход которого подключен к первому входу преобразователя кода.

Устройство содержит также формирователь серии импульсов, вход которого соединен со вторым входом преобразователя кода и вторым входом первого элемента И каждого логического блока, второй вход второго элемента И которого подключен к выходу формирователя серии импульсов. В каждый логический блок введены элемент ИЛИ, нереверсивный коммутатор обмоток шагового двигателя, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход — с соответствующим выходом устройства. Выход триггера отработки подключен к блокирующему входу элемента ИЛИ, два других входа которого соединены соответственно с выходами элементов И. Недостатком устройства является сложность. то Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровая система для управления шаговым двигателем (2), содержащая первый и второй элементы И—

НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам третьего элемента И вЂ” НЕ, первые входы — через соответствующие переключатели к шине корпуса и через резисторы к шине питания, вторые входы — к управляющему входу устройства, третьи входы к разрешающему входу устройства, а четвертые входы первого и второго элементов И вЂ” НЕ подключены соответственно к входу и выходу первого элемента НЕ, вход которого соединен с знаковым входом устройства, а также счетный триггер, нуле819795

55 вой вход которого через конденсатор соединен с шиной корпуса и через резистор с шиной питания, а счетный вход — с выходом третьего элемента И вЂ” НЕ, и блок усилителей мощности, к выходам которого подключены соответствующие фазные обмотки, а к входам — выходы второго, третьего, четвертого и пятого элементов НЕ.

Недостатком устройства является сложность и, следовательно, малая надежность, так как пересчетная часть выполнена в виде реверсивного счетчика, для реализации которого требуется большое количество дискретных элементов.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Эта цель достигается тем, что в предложенное устройство введены первый элемент

2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ и последовательно соединенные второй элемент 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ и

Dt-триггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами третьего и пятого элементов НЕ и с первыми входами элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам счетного триггера, а выход — к.входу второго элемента НЕ, вход и выход которого соединены с первыми входами второго элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, вторые входы которого подключены к входу и выходу первого элемента НЕ, нулевой вход

Dt-триггера соединен нулевым входом счетного триггера, а тактовый вход — с выходом третьего элемента И вЂ” НЕ, причем выход второго элемента НЕ соединен с входом четвертого элемента НЕ.

Принципиальная схема устройства приведена на фиг . 1, а временная диаграмма его работы — на фиг. 2, Устройство содержит счетный триггер 1, D-триггер 2, первый 3, второй 4, третий 5 элементы И вЂ” НЕ, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 элементы НЕ, первый 11 и второй 12 элементы 2И вЂ” ИЛИ—

НЕ, резисторы 13, 14, 15, конденсатор 16, переключатели 17 и 18, разрешающий вход

19, управляющий вход 20, знаковый вход

21, блок усилителей мощности 22 и фазные обмотки 23.

Устройство работает следующим образом.

В первоначальный момент времени Tl напряжение питания на схему не подается.

В это время на выходах и входах всех элементов схемы присутствует потенциал, равный потенциалу «О», т. е. потенциал корпуса.

Потенциал «О» также и на конденсаторе 16, который подсоединен к входам триггеров 1 и 2.

При включении напряжения питания потенциал на выводе конденсатора начинает повышаться и через некоторое время (момент Т2) достигает потенциала «1». Время от Tl до Т2 достаточно для установки триг5

1О

2О

25 зо

4О

50 геров 1 и 2 в первоначальное состояние «О».

На нулевых выходах триггеров 1 и 2 будут высокие потенциалы, которые поступают на входы элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 11, и на выходе данного элемента будет низкий потенциал, который вызывает на выходе элемента НЕ 7 высокий потенциал. Высокий потенциал также будет на выходе элемента

НЕ 8, так как на входе элемента НЕ 8— низкий потенциал. Высокие потенциалы на выходах элементов НЕ 7 и 8 открывают транзисторы в блоке усилителей мощности

22 и соответствующие фазные обмотки возбуждаются.

В момент ТЗ на знаковый 21 и разрешающий 19 входы приходит высокий потенциал.

Высокий потенциал вызывает на выходе элемента НЕ 6 в момент Т4 низкий потенциал.

В момент Т4 на управляющий вход 20 приходит первый положительный импульс, который вызывает на выходе элемента И вЂ” НЕ

3 в момент Т5 низкий потенциал и на выходе элемента И вЂ” НЕ 5 в ломент Т6 высокий потенциал. Высокий потенциал на выходе элемента И вЂ” НЕ 5 вызывает срабатывание в момент Т7 счетного триггера 1, на единичном выходе которого появляется высокий потенциал, а на нулевом выходе— низкий. Разные состояния триггеров 1 и 2 вызывают на выходе элемента 2И вЂ” ИЛИ—

НЕ 11 в момент Т8 появление высокого потенциала, который вызывает в момент Т9 на выходе элемента НЕ 7 низкий потенциал, а последний вызывает в момент Т10 на выходе элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 12 высокий потенциал. Следующий положительный импульс в момент Т14 на выходе элемента

И вЂ” НŠ— 5 установку счетного триггера 1 в «О», а триггера 2 в «1». При этом потенциалы на выходах элементов 11, 7 и 12 не изменятся. В момент Т22 на выходе элемента И вЂ” НЕ 5 появляется третий положительный импульс, который устанавливает триггер 1 в состояние «1». Одинаковое состояние триггеров 1 и 2 вызывает низкий потенциал на выходе элемента 2И вЂ” ИЛИ—

НЕ 11, который, в свою очередь, в момент

Т25 вызывает на выходе элемента НЕ 7 высокий потенциал, а тот, в свою очередь, в момент Т26 вызывает на выходе элемента

2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 12 низкий потенциал.

В момент Т 30 на выходе элемента И—

НЕ 5 появляется четвертый положительный импульс, который устанавливает в момент

Т31 триггеры 1 и 2 в состояние «О». Потенциалы на выходах элементов 11, 7 и 12.не изменятся.

В момент Т 38 на выходе элемента И—

НЕ 5 появляется пятый положительный импульс, который устанавливает триггер 1 в состояние «1». Различное состояние триггеров 1 и 2 вызывает появление в момент

Т40 на выходе элемента НЕ 11 высокого потенциала, который вызывает появление в

819795 испол ьзуется Все| (; десять логических элементов два триг; ";-,;, семь резисторов, четыре транзистора, чстыре диода и один конденсаторр.

Т= :..и.:, образом, число логических элелентов уь,еньшилось на 60Р/р, число триггеров - — на .13/р, число резисторов — на

30 /р, а чи .;о конденсаторов — на 50Р/р.

Об1цее упрощение схемы предложенного устРойства не менее 4 0Р/р.

tG гателем, одержащее первый и второй элементы И- — HE, выходы которых подключены к соответствующим входам третьего элемента И вЂ” HE, первые входы — через соответствуюгцие переключатели к шине нулевого потенциала и через резисторы к источнику папряжения, вторые входы — к управляющему входу устройства, третьи входы — к разрешающему входу устройства, а четвертые входы первого и второго элементов И вЂ” НЕ подключены соответственно к входу и выходу первого элемента НЕ, вход s которого соединен с знаковым входом устройства, а также счетный триггер, нулевой вход которого через конденсатор соединен с с шиной нулевого потенциала и через резистор с шиной питания, а счетный вход — с выходом третьего элемента И вЂ” НЕ, и блок

ЗО усилителеи мощности, к выходам которого подключены соответствующие фазные обмотки, к входам — выходы второго, третьего,,четвертого и пятого элементов НЕ, отличаюи1ееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены первый элемент

2И вЂ” ИЛИ вЂ” HE и последовательно соединенные второй элемент 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ и Dtтриггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами третьего и пятого элементов HE и к первым входам элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам счетного триггера, а выход — к входу второго элемента НЕ, вход и выход которого соединены с первыми входами второго элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, вторые входы которого подключены к входу и выходу первого элемента НЕ, нулевой вход u t-триггера соединен с обнуляющим входом счетного триггера, а тактовый вход — с выходом третьего элемента И вЂ” НЕ, причем выход второго элео мента НЕ соединен с входом четвертого элемента НЕ. момент Т41 низкого потенциала на выходе элемента НЕ 7, а тот,в свою очередь, вызывает появление в момент Т42 высокого потев циала на выходе элемента НЕ l2.

В момент Т42 на вход устройства при ходит низкий потенциал, ука=. üàþùèé на то, что вращение двигателя Йудет происходить в дальнейшем в образ н, ю сторону.

Низкий потенциал на зна..;.во; -. :.од 21 вызывает в момент Т43 высокий потгьциал на выходе элемента НЕ б, который вь:зывает в момент Т45 низкич потенциал на ;лходе элемента 2И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 12.

В момент Т4 7 на выходе элемента V, --HE

5 появляется шестой положительный импульс, который устанавливает триггер 1 в состояние «О». Одинаковые нулевые состоя-. ния триггеров 1 и 2 вызывают появление в момент Т49 на выходе элемента И вЂ” HE 11 низкого потенциала, который вызывает в момент Т50 появленис на выходе элемента

НЕ 7 высокого потенциала, а тот в свою очередь в момент Т 51 вызывает появление на выходе элемента 2И вЂ ИЛИ вЂ 12 появление высокого потенциала.

Седьмой положительный импульс на выходе элемента И вЂ” H. 5 устанавливает триггеры 1 и 2 в состояние «1», что при этом потенциал на выходах элементов 11, 7 и 12 не изменится.

Восьмой положительный импульс, который появляется на выходе элемента И вЂ” HE 5 в момент Т63 устанавливает триггер 1 в состояние «О», что в свою очередь вызывает появление на выходе элемента 2И.— — ИЛИ—

НЕ 11 в момент Т65 высокого потенциала, а на выходах элементов 7 и 12 в момент Тбб низкого потенциала.

Девятый импульс появляется на выходе элемента И вЂ” HE 5 в момент Т71 и устанавливает триггер 1 в состояние «1», а триггер

2 в состояние «О». Потенциалы на выходах элементов 7, 12 и 11 не изменятся.

Аналогично устройство работает при прохождении на вход 20 дальнейших положительных импульсов.

Потенциалы на выходах элементов НЕ 8, 9 и 10 повторяют с инверсией потенциалы на выходах соответственно единичного выхода триггера 2, выходы элемента НЕ и нулевого выхода триггера 2.

Внизу на временной диаграмме фиг. 2 цифрами 1 — 1Ъ" обозначены номера комбинаций возбуждения обмоток шагового двигателя, которые получаются при управлении принятыми на временной диаграмме импульсами(на временной диаграмме задержка срабатывания элементов схемы выбрана очень большой, соизмеримой с периодом импульсов).

Таким образом, благодаря введению в схему Dt-триггера и двух элементов 2И вЂ” s

ИЛИ вЂ” НЕ и определенному соединению элементов схемы удалось значительно упростить устройство. В предлагаемом устройстве

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двиИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР № 424119, кл. G 05 В 19/40, 1972.

2. Патент США № 355581 НКИ 318-138, опублик. 1968 (прототип).

Фиг.

75 Т10 72Р TM T40 т50 тбс т70 7.ВЮ фиг. 2

Составитель Г. Нефедова

Редактор Л. Утехина Техред A. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 1329/28 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскаи наб., д. 4(5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4