1 Изобретение относитс к автомати- . зированному электроприводу и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники. По основному авт. св. № 610281 известно устройст во дл управлени шаговым электродвигателем, содержащее усилитель мощности, св занный с распределителем импульсов через элементы совпадени и узел запирани , подключенный своим выходом к входам элементов совпадени . Узел запирани содержит генератор импульсов, счетчик, эле мент совпадени , один вход которого подключен к выходу генератора, дру-; гой - к выходу старшего разр да счетчика , а выход соединен со счетным вхо дом счетчика, св занного своим входом установки нулевого состо ни с входом распределител импульсов. Кроме того, узел запирани содержит два элемента И, один элемент ИЛИ, подключенный сво им выходом к одному входу элемента совпадени , одним входом - к выходу , . младшего разр да счетчика, а другим через один элемент И - к выходам двух промежуточных разр дов счетчика, св занного выходом старшего разр да с одним входом второго элемента И, другой йход которого соединен с выходом элемента ИЛИ С13. Недостатками известного устройства вл ютс понижение КПД и ухудшение равномерности движени при колебани х питающего напр жени . Целью изобретени вл етс повышение КПД и равномерности движени при колебани х питающего напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что узел запирани содержит релейный элемент, инвертор, два дополнительных элемента И и два дополнительных элемента ИЛИ, выход одного из которых подключен к входу основного элемента ИЛИ, а входы - к выходам дополнительных элементов И, св занных первыми входами с выходом основного элемента И, вторым входом одного дополнительного элемента И с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ, подключен ного входами к выходам двух промежуточных разр дов счетчика, а третьим входом этого элемента И - к ыходу релейного элемента, св занного входом с источником питани шагового электродвигател , причем второй вход другого дололнительного элемента И соединен с выходом инвертора, подключенного входом к выходу релейного эле мента. Такое выполнение устройства управлени позвол ет при превышении величины напр жени питани определенного уровн уменьшить врем подключени шагового электродвигател к источнику питани , что уменьшает вводимую в электродвигатель энергию при отработке шага и, следовательно, уменьшает колебани скорости вращени ротора и повышает КПД. На фиг. 1 приведена структурна электрическа схема устройства приме- ,нител§но к четырехфазному шаговому электродвигателю; на фиг. 2 и 3 - вре менные диаграммы сигналов на элементах узла запирани . Распределитель 1 импульсов св зан через элементы 2 совпадени с усилителем 3 мощности, коммутирующим обмот ки шагового электродвигател k. Между общим входом элементов 2 совпадени и импульсным входом f. распределитеУПр K - - f- -H - л 1 импульсов включен узел 5 запирани , содержащий генератор 6 импульсов выход которого через элемент И 7 подключен к счетному входу счетчика 8 им пульсов. Входы установки нулевого состо ни счетчика 8 подключены к импульсному входу распределител 1. Нулевой выход старшего разр да п счетчика 8 подключен к входам элементов И 7, 9 и 10, нулевой выход п - 1 разр да подключен к другому входу элемента И 10, а нуле вые выходы промежуточных-п - 2 и п разр дов счетчика подключены к входам элемента ИЛИ 11. Первый вход элемента И 12 подключен к выходу элемента И 11 другой вход - к выходу элемента И 10, и третий вход - к выходу релейного элемента 13, вход которого подключен к источнику питани U.,- шагового I I (И I . электродвигател ч. Входь элемента И I подключены к выходу элемента И 10 и к выходу инвертора 15, св занного входом с выходом релейного элемента 13. Выходы элементов И 12 и I подключены к входам элемента ИЛИ 16, св занного выходом с входом элемента ИЛИ 17, к другому входу которого подключен единичный выход младшего разр да счетчика, а выход элемента ИЛИ 17 подключен к входу элемента И 9, выход которого вл етс выходом узла запирани и присоединени к элементам 2 совпадени . Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии старший п разр д 8 находитс в единичном состо нии и на элементы И 7 и 9 поступает сигнал логического нул . Элементы 7 и 9 при этом закрыты, импульсы с генератора 6 на счетчик 8 через элемент и 7 не проход т и состо ние разр дов счетчика 8 не измен етс , а сигнал логического нул с выхода элемента И 9 закрывает элементы 2 совпадени , усилитель 3 мощности также закрыт , и обмотки шагового электродвигател 4 обесточены. При поступлении управл ющего импульса на входы установки нулевого состо ни с.четчика 8 все его разр ды сбрасываютс в нулевое состо ние, а распределитель 1 импульсов переключает каналы в очередности, определ емой сигналом на одной из шин направлени движени - Вперед или Назад. Предположим, что напр жение питани и. - двигател 4 меньше напр жени срабатывани релейного элемента 13. Тогда на его выходе будет сигнал логического нул , а на выходе инвертора 15 - сигнал логической единицы ( Р 13 и U 15 на фиг. 2). При сбросе в нуль разр дов счетчика 8 на входы элементов И 7, 9, Ю и элемента ИЛИ 11 с нулевых выходов п, п - 1, п - 2, п - 3 р} зр дов (или 11, О, Тп-1- О, Vl п-Ъ фиг, 2) поступает сигнал логической единицы. Элемент И 7 открываетс , и импульсы с-генератора 6 (fg на фиг. 2) проход т на счетный вход счетчика 8 и начинают его заполн ть . Единичный сигнал с выхода элемента И 10 поступает на входы элементов И 12 и . Элемент И12 (И 12 на фиг. 2) будет закрыт, так как на один из его входов поступает сигнал логического нул с элемента 13- При этом элемент И Н откроетс (И 1 на фиг. 2), так как на его входы поступают сигналы логической единицы с выхода элемента И 10 и с выхода инвертора 15. Сигнал логической единицы с выхода элемента И 1k поступает на вход элемента ИЛИ 1б, с выхода элемента ИЛИ 16 - на вход элемента ИЛИ 17 и с выхода элемента ИЛИ 17 на вход элемен та И 9. Таким образом, на обоих входах эле мента И 9 (И 9 на фиг. 2) присутствуют сигналы логической единицы, открывающие его. Элемент И 9 в свою очередь открывает элементы 2 совпадени обеспечива возбуждение обмоток двигател , вызывающее отработку очередного шага. Импульсы, поступающие с единичного выхода младшего разр да счетчика 8 (Т - 1 на фиг. 2) с частотой fp/2 на вход элемента ИЛИ 16, не измен ют работы схемы до тех пор, пока п - 1 разр д счетчика 8 не переброситс в единичное состо ние (момен времени t на фиг. 2). При этом с нулевого выхода п - 1 разр да счетчика В на вход элемента И 10 поступает сигнал логического нул С выхода элемента И 10 (И 10 на фиг. сигнал логического нул поступает на вход элемента И , с его выхода - на вход элемента ИЛИ 16, и с выхода последнего - на вход элемента ИЛИ 17. В этом случае выходные сигналы элементо ИЛИ 17 и И 9 будут измен тьс так же как и состо ние единичного выхода младшего разр да счетчика, закрнва PI открыва элементы 2 совпадени с частотой fo/ 2 (ИЛИ 16 и ИЛИ 17 на фиг. 2). Этим обеспечиваетс дополнительна коммутаци обмотки двигател k, что уменьшает энергию, вводимую в конце шага. Такое питание обмотки двигател продолжаетс до заполнени старшего разр да (Тр - О на фиг. 2) счетчика 8 после чего элементы 2 совпадени и элементы И 7 и 9 закрываютс и обмотки двигател 4 отключаютс от источника питани Uf. При поступлении следующего управл ющего импульса счет чик 8 вновь сбрасываетс в нуль, элементы 2 совпадени и элементы И 7, 9, 10 и 1 вновь открываютс , подключа обмотки двигател k к источнику питани и,и обеспечива отработку следующего шага. При увеличении напр жени питани Р,двигател k больше напр жени сра батывани релейного элемента 13 на ег выходе вырабатываетс сигнал логической единицы, а на выходе инвертора 15 - сигнал логического нул (Р 13 и и 15 на фиг. 3). При сбросе управл ющим импульсом в нуль счетчика 8 с нулевых выходов п, п - 1 , п - 2 и п - 3 (Т„ - О, Тп-1- О, Т„.г О, Tf,.3 о 3 фиг. 3) разр дов счетчика 8 на элементы И 7, 9 и 10 и элемент ИЛИ 11 так же, как и в предыдущем случае , поступают сигналы логической единицы . Через открытый элемент И 7 начинаетс заполнение счетчика 8. Единичный сигнал с выхода элемента И 10 (И 10 на фиг. 3)поступает на входы элементов И 12 и И. В отличие от предыдущего случа элемент И будет закрыт, так как на другой его вход поступает сигнал логического нул с инвертора 15, а элемент И 12 (И 12, И И на фиг. 3) будет открыт, так как на все три его входа поступают сигналы логической единицы: с элемента ИЛИ 11, с элемента И 10 и с релейного элемента 13 (ИЛИ 11, на фиг. 3), Сигнал логической единицы с выхода элемента И 12 через элементы ИЛИ 16 и ИЛИ 17 проходит на вход элемента И 9. На другой его вход с нулевого выхода п-разр да счетчика 8 также поступает сигнал логической единицы и элемент И 9 (И, 9 на фиг. 3) открываетс , открыва и элементы 2 совпадени , обеспечивающие питание шагового двигател дл отработки очередного шага. Состо ние схемы не измен етс до тех пор, пока не переброситс в единичное состо ние п - 3 разр д счетчика (момент времени фиг. 3). Тогда на вход элемента ИЛИ 11 с нулевого выхода п - 3 разр да счетчика 8 поступит сигнал логического нул и элемент И 12 закрываетс и, значит, на выходе элемента ИЛИ 16 по витс сигнал логического нул . С выхода элемента ИЛИ 16 сигнал логического нул поступает на вход элемента ИЛИ 17, и состо ние элемента, ИЛИ 17 будет измен тьс так же, как и состо ние единичного выхода младшего разр да счетчика 8, т. е. переключатьс с частотой fo/2 (Т-,- 1, ИЛИ 16 и ИЛИ 17 на фиг. 3). С -той же частотой fp/2 будут открыватьс и закрыватьс и элементы 2 совпадени , обеспечива дьполнительную коммутацию обмоток электродвигател Ц, что уменьшает энергию, вводимую в конце шага. Так же, как и в предыдущем случае, питание от двигател 4 отключаетс полностью после того, как старший разр д счетчика (Т, - О на фиг, 3) переброситс в единичное состо ние, т. е. элементы 2 совпадени и элементы И 7 и 9 закрьу аютс . Состо ние схемы фиксируетс до поступлени следующего управл ющего импульса .1 The invention relates to automatic. zerosuyu drive and can be used in automation systems and computing. According to the main author. St. No. 610281, a device for controlling a stepper motor is known, which contains a power amplifier connected to a pulse distributor through a matching element and a locking unit connected by its output to the inputs of a matching element. The lock node contains a pulse generator, a counter, an element of coincidence, one input of which is connected to the output of the generator, the other; The first one is connected to the high end output of the counter, and the output is connected to the counter input of the counter connected by its zero state input to the input of the pulse distributor. In addition, the locking node contains two AND elements, one OR element, connected by its output to one input of the coincidence element, one input to the output,. the low-order bit of the counter, and the other through one I element, to the outputs of two intermediate bits of the counter, connected by the high-order output to one input of the second And element, the other of which is connected to the output of the OR C13 element. The disadvantages of the known device are a decrease in the efficiency and deterioration of the uniformity of movement during fluctuations in the supply voltage. The aim of the invention is to increase the efficiency and uniformity of movement during fluctuations in the supply voltage. The goal is achieved by locking the node containing a relay element, an inverter, two additional AND elements and two additional OR elements, the output of one of which is connected to the input of the main OR element, and the inputs to the outputs of additional AND elements connected by the first inputs to the output the main element And, the second input of one additional element AND with the output of the second additional element OR connected by the inputs to the outputs of two intermediate bits of the counter, and the third input of this element AND to the output of The element is connected to the input power source of a stepper motor, the second input of the other additional element I is connected to the output of the inverter connected to the output of the relay element. Such an embodiment of the control device allows, when the supply voltage exceeds a certain level, to reduce the connection time of the stepping motor to the power source, which reduces the energy introduced into the electric motor during the development of the step and, therefore, reduces the fluctuations of the rotor speed and increases efficiency. FIG. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the device applicable to a four-phase stepping motor; in fig. 2 and 3 - time diagrams of signals on the node elements of the lock. The pulse distributor 1 is connected through the elements 2 to coincide with the power amplifier 3, which commutes the windings of the stepping motor k. Between the common input of the coincidence elements 2 and the pulse input f. distribute the UPr K - - f- -H - l 1 pulses; the node 5 is locked; it contains a generator of 6 pulses whose output through an And 7 element is connected to the counting input of the counter 8 with pulses. The inputs for setting the zero state of the counter 8 are connected to the pulse input of the distributor 1. The zero output of the higher bit n of the counter 8 is connected to the inputs of the And 7, 9 and 10 elements, the zero output of the n - 1 bit is connected to another input of the And 10 element, and zero the intermediate outputs of the n - 2 and n bits of the counter are connected to the inputs of the element OR 11. The first input of the element 12 is connected to the output of the element 11 and the other input to the output of the element 10 and the third input to the output of the relay element 13, input which is connected to the power source U., - Step II (And I. The electrode the player of the input element I and I is connected to the output of the element AND 10 and to the output of the inverter 15 connected to the output of the relay element 13. The outputs of the elements 12 and I are connected to the inputs of the element OR 16 connected to the output of the input of the element OR 17 to the other input of which is connected a single output of the lower digit of the counter, and the output of the element OR 17 is connected to the input of the element AND 9, the output of which is the output of the lock and attachment node to the elements 2 of coincidence. The device works as follows. In the initial state, the higher n bit 8 is in the single state and the logical zero signal is sent to the elements 7 and 9. The elements 7 and 9 are closed, the pulses from the generator 6 to the counter 8 through the element and 7 do not pass and the discharge state of the counter 8 does not change, and the logic zero signal from the output of the element 9 closes the coincidence elements 2, the power amplifier 3 also closed, and the windings of the stepper motor 4 are de-energized. When a control pulse arrives at the inputs of the zero state setup of the counter 8, all its bits are reset to the zero state, and the pulse distributor 1 switches the channels in the sequence determined by the signal on one of the driving directions — Forward or Back. Suppose that the supply voltage and. - the motor 4 is less than the response voltage of the relay element 13. Then its output will be a logical zero signal, and the output of the inverter 15 will be a signal of a logical unit (P 13 and U 15 in Fig. 2). When resetting the zero bits of the counter 8 to the inputs of the AND 7, 9, S elements and the OR 11 element from the zero outputs n, n - 1, n - 2, n - 3 p} of the orders (or 11, O, Tn-1 - O, Vl p-b of FIG. 2) a signal of a logical unit is received. Element And 7 opens, and the pulses from the generator 6 (fg in Fig. 2) pass to the counting input of the counter 8 and begin to fill it. A single signal from the output of the element And 10 is fed to the inputs of the elements And 12 and. Element I12 (And 12 in FIG. 2) will be closed, since a logical zero signal from element 13 is sent to one of its inputs. In this case, AND element N will open (AND 1 in Fig. 2), because its inputs receive signals logical unit from the output of the element And 10 and from the output of the inverter 15. The signal of the logical unit from the output of the element AND 1k is fed to the input of the element OR 1b, from the output of the element OR 16 to the input of the element OR 17 and from the output of the element OR 17 to the input of the element AND 9. Thus, at both inputs of the And 9 element (And 9 in Fig. 2) there are signals of the logical unit, opening e it. Element And 9, in turn, opens elements 2 of coincidence providing the excitation of the motor windings, causing the next step to be tested. The pulses coming from the single output of the least significant bit of the counter 8 (T - 1 in Fig. 2) with the frequency fp / 2 to the input of the element OR 16 do not change the operation of the circuit until n - 1 the discharge of the counter 8 is transferred in one state (time t in Fig. 2). At the same time, from the zero output of n - 1 bit of the counter B to the input of the element And 10 a signal of the logical zero arrives. From the output of the element And 10 (And 10 in FIG. The signal of the logical zero comes to the input of the element And, from its output - to the input of the element OR 16 and from the output of the latter to the input of the element OR 17. In this case, the output signals of the elements OR 17 and AND 9 will change as well as the state of the single output of the low-order bit of the counter, closed by opening the elements 2 with the frequency fo / 2 (OR 16 and OR 17 in Fig. 2). This provides additional switching winding d The catheater continues to fill the most significant bit (Tr - O in Fig. 2) of the counter 8 and the elements 2 of the match and the elements 7 and 9 are closed and the windings of the engine 4 are turned off. from the power source Uf. When the next control pulse arrives, the counter 8 is reset to zero, the coincidence elements 2 and the elements 7, 9, 10 and 1 are reopened by connecting the windings of the motor k to the power source and ensuring that the next step is processed. As the supply voltage P increases, the motor k is greater than the voltage of the relay element 13 at its output, a logical unit signal is generated, and the output of the inverter 15 is a logic zero signal (P 13 and and 15 in Fig. 3). When the control pulse zeroes the counter 8 from zero outputs n, n - 1, n - 2 and n - 3 (T "- O, Tn-1 - O, T". O, Tf, .3 and 3 in FIG. 3) the bits of the counter 8 to the elements And 7, 9 and 10 and the element OR 11 in the same way as in the previous case, the signals of the logical unit. Through the open element And 7, the filling of the counter 8 begins. A single signal from the output of the element And 10 (And 10 in FIG. 3) is fed to the inputs of the elements And 12 and I. In contrast to the previous case, the element And will be closed, since its other input the logical zero signal comes from the inverter 15, and the element 12 (AND 12, and AND in Fig. 3) will be opened, since all three inputs of the logical unit from the element OR 11, from the element 10 and from the relay element 13 (OR 11, in Fig. 3), the signal of the logical unit from the output of the element AND 12 through the elements OR 16 and OR 17 passes input element 9. And its other input from the zero output of the n-bit of counter 8 also receives a logical unit signal, and element 9 (AND, 9 in Fig. 3) opens and opens, and coincidence elements 2 provide power to the stepper motor for working off the next step. The state of the circuit does not change until it is transferred to the n-3 unit state of the counter (time point of Fig. 3). Then the input element OR 11 from the zero output n - 3 bits of the counter 8 receives a logical zero signal and the element 12 closes and, therefore, the output of the element OR 16 turns on the logical zero signal. From the output of the element OR 16, the logical zero signal is fed to the input of the element OR 17, and the state of the element, OR 17 will change in the same way as the state of the single output of the lower bit of the counter 8, i.e. switch with the frequency fo / 2 (T -, - 1, OR 16 and OR 17 in Fig. 3). With the same frequency fp / 2, the elements 2 of the match 2 will open and close, providing additional switching of the windings of the motor C, which reduces the energy introduced at the end of the step. Just as in the previous case, the power from the engine 4 is turned off completely after the most significant bit of the counter (T, - O in FIG. 3) is transferred to a single state, i.e., coincidence elements 2 and And elements 7 and 9 shut down ayuts. The state of the circuit is fixed until the next control pulse is received.
Если период следовани управл ющих импульсов меньше времени заполнени счетчика 8 до старшего разр да, в первом и во втором случа х счетчик 8 сбрасываетс в нуль до переключени старшего разр да и питание от двигател t не отключаетс .If the period of control pulses is shorter than the time of filling the counter 8 to the highest bit, in the first and second cases the counter 8 is reset to zero before the high bit switches and the power from the engine t is not turned off.
Врем подключени двигател k к источнику питани без дополнительной коммутации при пониженном напр жении питани (t на фиг. 2) в полтора раза больше, чем (tr на фиг. 3) при повышенном напр жении питани .The time required for the motor k to be connected to the power supply without additional switching under reduced supply voltage (t in Fig. 2) is one and a half times longer than (tr in Fig. 3) with increased supply voltage.
Таким образом, при превышении напр жеуи питани определенного уровн , на который настроен релейный элемент , уменьшаетс врем подключени двигател к источнику питани , что уменьшает вводимую в двигатель энергию шага и, следовательно, уменьшает колебани скорости вращени ротора и повышает КПД.Thus, when the supply voltage exceeds a certain level to which the relay element is tuned, the connection time of the motor to the power source decreases, which reduces the step energy introduced into the motor and, consequently, decreases the rotor speed variations and increases efficiency.