SU1594488A1 - Устройство дл программного управлени @ -фазным шаговым двигателем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано дл  управлени  шаговыми двигател ми (ШД). Цель изобретени  - расширение области применени  путем обеспечени  управлени  двигател ми с любым числом фаз. Устройство содержит блок 1 задани  программ, первый 2 и второй 3 счетчики импульсов, M сумматоров 4, первый 5 и второй 9 инверторы, M мультиплексоров 6 и блок сравнени  8. На выходе переноса сумматора 4-1 и выходе инвертора 5 формируютс  соответственно спадающий и нарастающий законы изменени  токов в обмотках ШД (или, наоборот, в зависимости от направлени  движени  с помощью сумматоров 4-2...4-M обеспечиваетс  необходимый фазовый сдвиг напр жений на выходах мультиплексоров 6-1...6-M. Когда число на выходах старших разр дов двоичного счетчика 3 оказываетс  равным числу фаз шагового двигател  блок 8 сравнени  сбрасывает счетчик 3 в состо ние "0". При движении в обратную сторону при прохождении состо ний "0" на выходах старших разр дов устанавливаетс  число, равное числу фаз ШД. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, может 0ыть использовано дл  управлени  шаговыми двигател ми.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства $а счет возможности управл ть двигател ми с любым числом фаз.

На фиг, 1 изображена фу кциональ- (за  схема устройства; на фиг. 2 - Ьпюры напр жений дл  управлени  трех- фазньм шаговым двигателем. I Устройство содержит блок 1 задани  jiporpaMM, первый двоичньй счетчик 2 : 1мпульсов, второй двоичный счетчик 3 импульсов, основной сумматор 4-1, |1ополнительные сумматоры 4-2...4-т, iiHBepTop 5, мультиплексоры 6-1...6-т, фазные обмотки 7-1...7-ni,. блок 8 срав Йени , инвертор 9, входы 10 задани 

|числа фаз .

: Устройство работает следующим об|разом .

: Тактова  последовательность высокочастотных импульсов с частотой :f . непрерывно поступает на вход Ьервого 2 двоичного счетчика, рабо- тающего на суммирование, J На входы 10 установки числа фаз Is двоичном коде подаетс  информаци  ;О числе фаз шагового двигател , например 011 трехфазный шаговый двигатель , 100 - четырехфазный, 101 - п тифазный и т.д.

: Исходным  вл етс  состо ние, при котором счетчик 3 находитс  в нуле- вом состо нии, на выходе переноса сумматора 4 присутствует нулевой, а на выходе.инвертора 5 - единичный потенциалы. На управл ювще; входы -мультиплексора 6-1 подключаютс  нулевые потенциалы со старших разр дов (фиг. 2, d и е) и, следовательно, к его выходу подключаетс  его первый канал. Управл ющие входы мультиплексора 6-2- соединены с выходами сумматора 4-2. Первые входы последнего соединены с управл ющими входами мултиплексора 6-1, а на вторые входы в двоичном коде подаетс  единица, котора  прибавл етс  к числу, подаваемому на его первые входы. Следовательно , на управл ющих входах мульти плексора 6-2 всегда присутствует число на единицу большее, чем на управ- входах мультиплексора 6-1, в данном случае присутствует единица Аналогично на управл ющих входах каж

5

0

5

0

дого пбследующего мультиплексора имеетс  число на единицу большее, чем у предьщущего мультиплексора. Следовательно, в первый момент времени на выходе мультиплексора 6-1 присутствует ело первый .канал, на вы- второго мультиплексора - его второй канал, на выходе ш-го мультиплексора 6-т присутствует его т-й канал.

Такое состо ние устройства приводит к тому, что чер ез обмотку 7-2 шагового двигател  течет, номинальный ток IP, а в остальных фазах ток отсутствует . С поступлением первого низкочастотного импульса на вход счетчика 3, в него записываетс  цифра 1, ч СИЛУ чего на вьпсоде переноса сумматора 4 по вл ютс  высокочастотные импульсы со скважностью N и частотой fj((c/.N, где N - коэффициент пересчета двоичного счетчика -2, а на вьпсоде инвертора 5 - импульсы с той. же частотой, но со скважностью

--т. Так KdK старшие разр ды счетчика N-I

3 не измен ют своего состо ни , то через фазу .7-2 двигател  протекает

ток, равньй- ,а через фазу 7-1-N

in

ток -. в остальных фазах двигател  N

ток не течет. Все это приводит к тому , что ротор двигател  отрабатывает

дробньй шаг, равный d

tP

-f- -«

d PC - величина основного шага двигател , N - коэффициент дроблени , величина которого также совпадает с коэффициентом пересчета счетчика 2 и младших разр дов счетчика 3.

С приходом последующих низкочастотных тактовых импульсов в счетчик 3 поочередно записываютс  цифры с 2-х по N и ток через фазу 7-2 ступенчато уменьшаетс  до нул , а ток через фазу 7-1 ступенчато увеличиваетс  до I (фиг. 2, b и с). При поступлении очередного низкочастотного импульса на вход счетчика 3 происходит переполнение его мпадших разр дов, ив его старшие разр ды записываетс  единица , а в младшие - нуль. Запись цифры 1 в старшие разр ды счетчика 3 ПРИВОДИТ к тому, что к выходу мультиплексора 6-1 подключаетс  его второй канал, к выходу мультиплексора 6-2 - его, третий канал, ... к выходу мультиплексора 6-т - его первый канал. По мере поступлени  низко частотных импульсов на вход счетчика 3 ток в фазе 7-1 ступенчато уменьшаетс  с 1 до нул , а ток через т-ую фазу 7-т ступенчато увеличиваетс  с нул  до I.. . И вс кий раз ротор отрабатьшает в сред.нем поворот .на угол /.

После повторного переполнени  младших разр дов двоичного счетчика 3 в его старшие разр ды записьшаетс  цифра 2. При этом в мультиплексоре 6-1 к выходу подключаетс  третий канал, в мультиплексоре 6.2 - четвертый канал, ... в мультиплексоре . б-Ст-О - первый канал и в мультиплексоре б-т - второй канал.

Таким образом, в любой момент времени ток измен етс  в двух смежных фазах, в одной нарастает, в другой уменьшаетс .

Так продолжаетс  до тех пор, пока Число, записанное в старших разр дах двоичного счетчика 3, становитс  равным числу, подаваемому на входы 10

Устройство дл  программного управлени  т-фазным шаговым двигателем, содержащее блок задани  программ, 15 первый и второй выходы которого подключены к входам первого и второго счетчиков импульсов, разр дные выхо- ды которых подключены к соответствуг ющим входам основного сз матора, выход переноса которого подключен непосредственно к первым информационным входам m - мультиплексоров и через первый инвертор - к их вторым информационным входам, третьи информационные входы мультиплексоров соедине- ны с шиной нулевого потенциала, а вы- ходы мультиплексоров - с фазными - обмотками шагового двигател , о т л и. - чающеес  тем, что, с целью .

установки числа фаз. При этом на выхо-зо расширени  области применени  за счет

де блока 8 сравнени  по вл етс  единица ,. котора - прикладываетс  к входу R сброса счетчика 3 и сбрасывает его на нуль. Далее процессы повтор ютс .

Дл  обеспечени  обратного направлени  вращени  двигател  двоичньй счетчик 3 переводитс  в режим вычитани . В этом случае при переходе двоичного счетчика 3 через нуль по вл етс  импульс на его выходе переноса, которьй инвертируетс  инвертором 9, прикладываетс  к его входу разрешени  установки (фиг. 2, f) и устанавливает его младшие разр ды в состо ние нуль, а в старшие разр ды записывает число, поданное на входы 10 установки числа фаз. Инвертор 9 необходим дл  согласовани  уровней выхода переноса и входа разрешени  установки .

Преимущество устройства .заключаетс  в том, что оно позвол ет управл ть шаговыми двигател ми с л{обым числом фаз. В то врем  как известное устройство позвол ет управл ть толь- 1 ко двигател ми, число фаз которого равно 2, где , 3, 4, .... Следовательно , расшир етс  область применени  устройства. Предлагаемое

возможности управлени  двигатеп ми с любым числом фаз, в него введены . второй инвертор, т-1 дополнительных сумматоров и блок сравнени , перва 

35 группа входов которого соединена с группой выходов старших разр дов второго счетчика .импульсов, с группой управл ющих входов первого мультиплексора и с первой группой входов

40 первого дополнительного сумматора, втора  группа входов блока сравнени  соединена с группой входов установки числа фаз и с входами установки старших разр дов которого соединена с

дс ши ной низкого потенциала, выход пере- носа второго счетчика импульсов через второй инвертор соединен с входом разрешени  установки второго счетчика , импульсов, а R-вход соединен с вы50 ходом блока сравнени , группы управл ющих входов мул.ьтиплексоров с второго по т-й соединены с выходами дополнительных сумматоров, первые группы входов дополнительных сумматоров

J5 соединены с шиной низкого потенциала,

- входы младшего разр да - с шиной вы-; сокого потенциала, втора  rpjmna входов первого дополнительного суммато-j pa подключена к выходам старших разрйустройство целесообразно выполнить на число фаз ш 8. При этом оно может быть использовано дл  управлени  всеми шаговыми.двигател ми, а именно трех-, четырех-, п ти-,, шести- и восьмифазньгми. Если число фаз , то часть выходов устройства просто не используетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  программного управлени  т-фазным шаговым двигателем, содержащее блок задани  программ, первый и второй выходы которого подключены к входам первого и второго счетчиков импульсов, разр дные выхо- ды которых подключены к соответствуг ющим входам основного сз матора, выход переноса которого подключен непосредственно к первым информационным входам m - мультиплексоров и через первый инвертор - к их вторым информационным входам, третьи информационные входы мультиплексоров соедине- . ны с шиной нулевого потенциала, а вы- ходы мультиплексоров - с фазными - обмотками шагового двигател , о т л и. - чающеес  тем, что, с целью .

   возможности управлени  двигатеп ми с любым числом фаз, в него введены . второй инвертор, т-1 дополнительных сумматоров и блок сравнени , перва 

   группа входов которого соединена с группой выходов старших разр дов второго счетчика .импульсов, с группой управл ющих входов первого мультиплексора и с первой группой входов

   первого дополнительного сумматора, втора  группа входов блока сравнени  соединена с группой входов установки числа фаз и с входами установки старших разр дов которого соединена с

   ши ной низкого потенциала, выход пере- носа второго счетчика импульсов через второй инвертор соединен с входом разрешени  установки второго счетчика , импульсов, а R-вход соединен с выходом блока сравнени , группы управл ющих входов мул.ьтиплексоров с второго по т-й соединены с выходами дополнительных сумматоров, первые группы входов дополнительных сумматоров

   соединены с шиной низкого потенциала,

   входы младшего разр да - с шиной вы-; сокого потенциала, втора  rpjmna входов первого дополнительного суммато-j pa подключена к выходам старших разрйДов второго счетчика импульсов, а йторые группы входов дополнительных сумматоров с второго по (in-l)-ft соединены с выходами дополнительных сумматоров соответственно с первого по (т-2)-й.