SU1481711A1

SU1481711A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем

Info

Publication number: SU1481711A1
Application number: SU874307722A
Authority: SU
Inventors: Ваган Шаваршович Арутюнян; Ашот Завенович Мурадян; Грант Багратович Мнацаканян
Original assignee: Предприятие П/Я А-1376
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1989-05-23

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл многорежимного однопол рного и разнопол рного управлени трех- и четырехфазными шаговыми двигател ми с активным ротором. Цель изобретени - расширение области применени за счет обеспечени всех возможных однопол рных и разнопол рных симметричных и несимметричных режимов коммутаций фаз трехфазного и четырехфазного шаговых двигателей. Устройство содержит первую и вторую группы усилителей мощности со средними точками, четырехразр дный двоичный счетчик, инвертор, два трехпозиционных переключател , логические элементы 2И-НЕ, 2И, 2ИЛИ, 3И, три элемента неравнозначности, первую и вторую группы мультиплексоров с четырьм информационными входами шины управлени режимом, два мультиплексора с двум информационными входами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ь ЭО

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл многорежимного однопол рного и разнопол рного управлени трех- или четырехфазными шаговыми двигател ми с активным ротором в системах дискретного привода с числовым программным управлением.

Цель изобретени - расширение области применени устройства за счет обеспечени всех возможных однопол рных и разнопол рных симметричных и несимметричных режимов коммутаций обмоток трех- и четырехфазных шаговых двигателей.

На фиг.1 приведена функциональна схема предлагаемого устройства дл управлени трех- и четырехфазными шаговыми двигател ми; на фиг.2 и 3 - номограммы электрических положений векторов электромагнитных моментов при однопол рных и разнопол рных режимах коммутации фаз соответственно трех- и четырехфазных шаговых двигателей .

Устройство (фиг.1) содержит первый Ес, и второй ЕСг источники питани силовой части с противоположными пол рност ми, источник питани

логической части ЕЛ, первую 1.1-1.4. и вторую 2,1-2.4 группы усилителей мощности, средние точки 3.1-3.4 усилителей мощности, фазные обмотки трехфазного 4,1-4с.3 и четырехфазного 5.1 шаговых двигателей, общую шину 6 питани устройства, четырехразр дный двоичный счетчик 7 импульсов с шинам установки в исходное нулевое состо - ние Уст.О, тактировани Т и реверса Реверс, инвертор 8, первый 9 и второй 10 трехпозиционные переключа- тали режима коммутации фаз, логические элементы 2И-НЕ 11, 2И 12, 2ИПИ 13, первый 14, второй 15 и третий 16 элементы неравнозначности элемент ЗИ 17, первую группу мультиплексоров с четырьм информационными входами 18,1-18.4 с общей шиной стробирова- ни Строб , вторую группу мультиплексоров с четырьм информационными входами 19.1-19.4 с общей шиной стробировани Строб 2, первую 20 и вторую 21 шины управлени режимом коммутации, первый 22 и второй 23 мультиплексоры с двум информационными входами

Устройство работает следующим образом .

Перед созданием каждого из возможных режимов коммутации фаз трехфазного или четырехфазного шагового двигател двоичный счетчик 7 по команде Уст.О устанавливаетс в нулевое исходное состо ние. В зависимости от требуемого направлени вращени двигател к шине Реверс счетчика 7 прикладываетс нулевой или единичный логический уровень потенци ала. Задание определенного режима коммутации фаз трех- или четырехфазного шагового двигател осуществл етс путем приложени к шинам 20 и 21 и Строб 2 требуемой комбинации нулевых и единичных логических уровней потенциалов, а также установкой трехпозиционных переключателей 9 и 10 на соответствующие позиции,

В табл91 и 2 показаны управлени режимов переключени фаз соответственно трех- и четырехфазных шаговых двигателей.

Все режимы однопол рной коммутации фаз трех- или четырехфазных ша- говых двигателей создаютс при приложений единичного уровн потенциала (равного напр жению источника питани логической части Е) к шине

Q 5 0 5

0

5 0 с

.

0

стробировани Строб 2 второй группы мультиплексоров 19.1-19.4. При этом на выходах мультиплексоров 19.1-19.4 возникают нулевые потенциалы , которые поддерживают соответствующие усилител и 2.1-2.4 мощности второй группы в посто нно запертых состо ни х. Это приводит к работе усилителей 1.1-1.4 мощности первой группы только от одного из источников питани силовой части (+ЕСд) и в результате к протеканию фазных токов через обмотки управлени шагового двигател только в одном направлении. Переход же от одного однопол рного режима к другому осуществл етс с помощью трехпозиционных переключателей 9 и 10.

Дл создани разнопол рных мов коммутации к шине Строб 2 прикладываетс нулевой логический потенциал . Это приводит к включению в процесс функционировани устройства.также мультиплексоров 19.1-19.4 второй группы и усилителей 2.1-2.4 мощности второй группы. А переход от одного разнопол рного режима к другому осуществл етс с помощью трехпозиционных переключателей 9 и 10.

Устройство подготавливаетс к режимам управлени четырАсфазным шаговым двигателем при приложении к шине 21 нулевого потенциала. При этом запираетс по входам элемент ЗИ 17 и на его выходе возникает нулевой потенциал . В результате этого на V-вхо- де разрешени параллельной записи информации счетчика 7 поддерживаетс посто нный нулевой потенциал,что позвол ет ему функционировать в качестве обычного двоичного четырехразр дного счетчика с коэффициентом пересчета А посто нный нулевой потенциал на первых входах элементов 14-16 неравнозначности придает им логические функции повторени на своих выходах информации, поступающей к их вторым входам.

Подготовка же устройства к режимам управлени трехфазными шаговыми двигател ми осуществл етс путем приложени к шине 21 единичного потенциала . При этом к первому входу элемента ЗИ 17 прикладываетс единичный потенциал, что позвол ет после установки третьего (ЗР) и четвертого (4Р) разр дных выходов счетчика 7 в

51

единичные состо ни осуществить его автоматический переход в исходное состо ние . Благодар этому счетчиком 7 как при пр мом (на шине Реверс присутствует нулевой потенциал, так и при обратном (на шине Реверс единичный потенциал) пор дках его работы удаетс обеспечить коэффициент пересчета , При этих режимах элемен- ты 14-1Ь неравнозначности настраиваютс на выполнение логической функции инверсии информации, поступающей к их вторым входам.

При наличии нулевого потенциала на шине 21 (т„е„ при управлении че- тырехфазным двигателем) выбираютс первые информационные входы мультиплексоров 22 и 23. В результате этого усилители 2.2 и 2.3 переключают- с соответственно от сигналов мультиплексоров 19.2 и 19.3. При наличии единичного потенциала на шине 21 (т.е. при управлении трехфазным двигателем ) выбираютс вторые информа- ционные входы мультиплексоров 22 и 23. Благодар этому усилители 2.2 и 2.3 переключаютс , наоборот, от сигналов мультиплексоров 19.3 и 19.2. Это позвол ет обеспечить требуемые циклограммы переключени фаз в отдельности трехфазного и четырехфазно- го шаговых двигателей.

При любом из возможных режимов коммутации фаз трех- или четырехфаз- ных шаговых двигателей потактное поступление импульсов на шину Т приводит к определенному переключению разр дных выходов счетчика 7 и соответствующих адресных входов мультиплек- соров 18 и 19. Благодар этому происход т поочередна передача потенциалов , присутствующих на их информационных входах, и соответствующие переключени усилителей 1 и 2 мощности. Это создает определенные циклограммы коммутации фаз шаговых -двигателей.

В св зи с тем, что мультиплексо ры 18 и 19 по адресным входам управл ютс от третьего или четвертого разр дов счетчика 7, а их определенные информационные входы через переключатели 9 и 10 и логические элементы П-16 подключаютс к посто нным (нулевым и единичным) потенциалам или же к выходам первого и второго разр дов этого же счетчика 7, то смена их выходных потенциалов и соответствующие переключени усилителей 1 и

5 0 5 0

0 5

5

711&

2 и управл ющих фаз двигателей в 12- и 16-тактных режимах коммутации происход т при поступлении каждого тактирующего импульса на Т-вход счетчика 7, в шести и восьмитактных режимах ерез один импульс, а в трех- и четырехтактных режимах - через три импульса.

Claims

Формула изобретени

1, Устройство дл управлени шаговым двигателем, содержащее первый и второй источники питани силовой части противоположных пол рностей, источник питани логической части, об- , щую шину источников питани , две группы из трех усилителей мощности, коммутирующих фазовые обмотки шагового двигател , перва из которых соединена с первым источником питани силовой части, втора - с вторым источником питани силовой части, а их выходы объединены соответственно между собой и соединены с фазовыми обмотками шагового двигател , первую группу из трех мультиплексоров с четырьм информационными входами, соединенных , своими выходами с управл ющими входами усилителей мощности первой группы, вторую группу из трех мультиплексоров с четырьм информационными входами, выход первого из которых соединен с управл ющим входом первого усилител мощности второй группы, четырехразр дный двоичный счетчик импульсов с четырьм информационными входами, с входами тактировани , реверса, обнулени и разрешени параллельной записи информации, третий и четвертый разр дные выходы которого соединены соответственно с адресными входами мультиплексоров с четырьм информационными входами первой группы, инвертор, вход которого соединен с шиной реверса устройства первый и второй трехпозиционные переключатели режимов коммутации фаз, выводы первых позиций которых соедине ны соответственно с первым и вторым разр дными выходами счетчика импульсов , выводы вторых позиций соединены с источником питани логической части , а выводы третьих позиций - с общей шиной источников питани , элемент 2И-НЕ, входы которого соединены соответственно с общими выводами первого и второго трехпозиционных переключателей , а выход - с первым, вторым, третьим и четвертым информационными входами соответственно первого, второго , третьего и четвертого мультиплексоров с четырьм информационными входами первой группы, первую и вторую шины стробировани , соединенные соответственно с входами стробировани мультиплексоров с четырьм информационными входами первой и второй групп, отличающеес тем, что, с целью расширени области применени за счет обеспечени всех возможных однопол рных и разнолол р- ных симметричных и несимметричных режимов коммутаций обмоток трехфазного и четырехфазного шаговых двигателей, дополнительно содержит в каждой группе усилителей мощности четвертые усилители , в каждой группе мультиплексоров с четырьм информационными входами - четвертые мультиплексоры, элемент 2И, элемент 2ИЛИ, элемент ЗИ, первый, второй и третий элементы неравнозначности , первый и второй мультиплексоры с двум информационными входами и две шины управлени режимом коммутации, причем дополнительно введенные усилители мощности соединены соответственно с первым и вторым источниками питани силовой части, их выходы объединены между собой и соединены с фазной обмоткой шагового двигател , а их управл ющие входы подключены соответственно к выходам дополнительно введенных четвертых мультиплексоров с четырьм информационными входами первой и второй групп, вход стробировани четвертого мультиплексора с четырьм информационными входами первой группы объединен с первой шиной стробировани и соединен с общей шиной источников питани , а его адресные входы соединены соответственно с третьим и четвертым разр дными выходами счетчика импульсов , вход стробировани четвертого мультиплексора с четырьм информационными входами второй группы соединен с второй шиной стробировани , второй , третий, четвертый и первый информационные входы соответственно первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров с четырьм информационными входами первой группы соединены с первой шиной управлени режимом коммутации, третий информационный вход первого мультиплексора с че0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тырьм информационными входами первой группы соединен с выходом элемента 2И, первый вход которого соединен с второй шиной управлени режимом коммутаций , с первыми входами всех элементов неравнозначности, элемента ЗИ, с вторым информационным входом третьего мультиплексора с четырьм информационными входами второй группы и с адресными входами первого и второго мультиплексоров с двум информационными входами, а его второй вход - с общим выводом первого трехпозиционио- го переключател , четвертый, первый, второй и третий информационные входы соответственно первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров с четырьм информационными входами первой группы соединены с общим выводом первого трехпозиционного переключател , четвертый информационный вход четвертого мультиплексора первой группы соединен с выходом элемента 2И-НЕ, остальные информационные входы мультиплексоров с четырьм информационными входами первой и второй групп и первый, третий информационные входы счетчика импульсов соединены с общей шиной источников питани , входы элемента 2ИЛИ соединены соответственно с общими выводами первого и второго трехпозиционных переключателей , а выход - с вторым входом первого элемента неравнозначности, выход которого соединен с вторым, третьим, четвертым и первым информационными входами соответственно первого , второго, третьего и четвертого мультиплексоров с четырьм информационными входами второй группы, второй вход второго элемента неравнозначности соединен с третьим разр дным выходом счетчика импульсов, а выход - с первыми адресными входами всех мультиплексоров с четырьм информационными входами второй группы, второй вход третьего элемента неравнозначности соединен с четвертым разр дным выходом счетчика импульсов, а выход - с вторыми адресными входами всех мультиплексоров с четырьм информационными входами второй группы, второй и третий входы элемента ЗИ соединены соответственно с третьим и четвертым: разр дными выходами счетчика импульсов, а выход - с входом разрешени параллельной записи кода в счетчик импульсов, третий,

четвертый, первый и второй информационные входы соответственно первого, второго, третьего и четвертого мультиплексоров с четырьм информацией- ными входами второй группы соединены с источником питани логической части , вход реверса счетчика импульсов соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к второму и чет- вертому информационным входам счетчика импульсов, выход второго мульти- . плексора с четырьм информационными входами второй группы соединен с первым информационным входом первого и с вторым информационным входом второго мультиплексоров с двум информационными входами, выход третьего мультиплексора с четырьм информационными входами второй группы соединен с вторым информационным входом первого и с первым информационным входом второго мультиплексоров с двум информационными входами, а выходы первого и второго мультиплексоров с двум

информационными входами соединены соответственно с управл ющими входами второго и третьего усилителей мощнос- ти второй группыо
2.Устройство по п. J, отличающеес тем, что, с целью управлени трехфазным шаговым двигателем , его перва , втора и треть фазные обмотки соединены соответственно с объединенными выходами пер-н вых, вторых и третьих усилителей мощности первой и второй групп, а общий вывод - с общей шиной источников питани о
3.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что, с целью управлени четырехфазным шаговым двигателем, его перва , втора , треть и четверта фазные обмотки соединены соответственно с объединенными выходами первых, вторых, третьих и четвертых усилителей мощности первой и второй групп, а общий вывод с общей шиной источников питани .

9.110.1+1, -3-+1, -3, -4-+1, +2, -3, -4-+2, -3, -4-+2, , -1, -4-+2, +3, -4, -1-

+3, -1, -4-+3, -1-+3, -1, -2-+3, +4, -1, -2-+4, -1, , -2-+4, -2, -1- И, +4, -2, , -2, -3-+1, -3-...

+1П-3)

-з(

+2Н,-з)

- (Ч+з)

H-J

+ 2,т

+Д-Ч-

+ 2,-J

,-г

00

JK-г;

+«,-/,-з

,-,-z

4-7

. Z

Q

сз

«о

§