УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
DEVICE FOR STEP MOTOR CONTROL

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей.
Известно устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем [1], которое содержит шины управления, тактовых импульсов, реверса, стробирования, выбора режима коммутации, реверсивный двоичный счетчик и мультиплексоры, адресные входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, а выходы используются в качестве выходов распределителя.
Недостатками устройства является отсутствие возможности управления трехфазным и шестифазным шаговым двигателями.
Наиболее близким к заявленному устройству является распределитель импульсов для управления трехфазным шаговым двигателем [2], содержащий шины управления, тактовых импульсов, реверса, выбора режима коммутации, реверсивный счетчик и мультиплексоры, адресные входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, а выходы используются в качестве выходов распределителя, который позволяет реализовать режимы трехтактной, трехтактной парной, шеститактной коммутации, а также режимы стоянки с включенными и обесточенными обмотками. Однако данное устройство не реализует режимы коммутации четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей, а переналадка устройства при переходе управления, например, от трехтактного к четырехтактному весьма трудоемка.
Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены постоянное запоминающее устройство, третья шина выбора режима коммутации и шина разрешения чтения, при этом первый-четвертый выходы реверсивного счетчика соединены с одноименными входами постоянного запоминающего устройства, пятый, шестой, седьмой, восьмой входы которого соединены с третьей, второй, первой, седьмой шинами выбора режима коммутации и разрешения чтения соответственно, а выходы первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой постоянного запоминающего устройства являются одноименными выходами устройства управления шаговым двигателем.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 - схема подключения фазных обмоток трехфазного двигателя к выходам устройства управления, а также циклы трехтактной и шеститактной реверсивной коммутации и соответствующие им диаграммы поля статора; на фиг.3 приведена схема подключения фазных обмоток шестифазного двигателя к выходам устройства управления, а также циклы трехтактной, шеститактной и двенадцатитактной реверсивной коммутации, и соответствующие им диаграммы поля статора; на фиг.4 показано подключение фазных обмоток четырехфазного двигателя к выходам устройства управления, а также циклы четырехтактной, четырехтактной парной реверсивной коммутации и соответствующие им диаграммы поля статора.
Устройство содержит шины выбора режима коммутации 1-3, шину управления 4, тактовую шину 5, шину реверса 6, шину разрешения чтения 7, реверсивный 2/12 счетчик 8, постоянное запоминающее устройство 9. Шины выбора режима коммутации 3, 2, 1 соединены с входами 5, 6, 7 постоянного запоминающего устройства соответственно, шина управления 4 подсоединена к первому входу реверсивного счетчика 8, тактовая шина 5 и шина реверса 6 подключены ко второму и третьему входам реверсивного счетчика соответственно, шина разрешения чтения 7 соединена с восьмым входом постоянного запоминающего устройства 9, выходы 1, 2, 3, 4 реверсивного счетчика соединены с одноименными входами постоянного запоминающего устройства 9, выходы которого 1-6 являются выходами 1-6 устройства управления шаговым двигателем.
Устройство работает следующим образом.
При начальной установке выполняется подключение выходов устройства через усилители мощности к фазным обмоткам шагового двигателя в соответствии с фиг.2 - фиг.4. Например, первый, второй, третий выходы устройства через усилители мощности подключаются соответственно к обмоткам первой, второй, третьей фазы трехфазного двигателя (фиг.2), что обеспечивает режимы коммутации трехтактной поочередной (код режима 111), шеститактной поочередной (код режима 011).
При подключении четырехфазного двигателя первый-четвертый выходы устройства соединяются через усилители мощности с первой-четвертой фазной обмоткой двигателя (фиг.4). При этом реализуются режимы четырехтактной поочередной (код 101), либо четырехтактной парной (код 001) коммутации. При работе с шестифазным двигателем первый-шестой выходы устройства соединяются с первой-шестой фазной обмоткой соответственно (фиг.3). В качестве шестифазного может быть использован трехфазный двигатель, у которого каждая его обмотка состоит из двух частей, например фаза А содержит 1, 2, фаза B - 3, 4, фаза C - 5, 6 полуобмотки. В этом случае возможны режимы [3] трехтактный парный (его кодовое обозначение 110), шеститактный парный (код режима 010), двенадцатитактный (код режима 100). В заявленном устройстве коды режимов задаются старшими разрядами адреса а5а6а7 постоянного запоминающего устройства (фиг.1), значение младших адресных разрядов которого a1a2a3a4 представлено кодом состояния реверсивного счетчика на его выходах 1-4.
Коды режима определяются значением логических переменных на первой-третьей шинах выбора режима коммутации.
Значение логической переменной V=1 шины 4 управления разрешает счет импульсов, поступающих по тактовой шине 5 на увеличение или уменьшение кода состояния реверсивного счетчика в зависимости от уровня на шине 6 реверса.
При наличии сигнала разрешения чтения E=1, код содержимого постоянного запоминающего устройства по адресу a1a2a3a4a5a6a7 выводится на выходные разряды устройства b1-b6, обеспечивая заданную коммутацию фазных напряжений двигателя в соответствии с таблицами 1, 2. Значение E=0 устанавливает на выходе устройства переменные b1-b6 равными нулю, обеспечивая реализацию режима стоянки с обесточенными обмотками двигателя. Значение  обеспечивает реализацию режима стоянки под током.
Источники информации
1. Авторское свидетельство №1543529, кл. H02P 8/00, бюл. №6, 15.02.90.
2. Авторское свидетельство №1474822, кл. H02P 8/00, бюл. №15, 23.04.89.
3. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. / Под редакцией М.Г.Чиликина. М.: “Энергия”, 1971.