МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
MULTIFUNCTIONAL DISTRIBUTOR FOR STEP MOTOR CONTROL

Известен [1] распределитель импульсов для управления четырехфазным шаговым двигателем, 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 реализует режимы четырехтактной поочередной и парной реверсивной коммутации, а также режимы стоянки с включенными или обесточенными обмотками. Однако данное устройство не реализует режимы коммутации трехфазных и шестифазных шаговых двигателей, не обеспечивает автоматический контроль за сбоями и отказами устройства.
Наиболее близким к заявляемому распределителю является устройство для управления шаговым двигателем [2], содержащее первую, вторую и третью шины выбора режима коммутации, шину управления, тактовую шину, шину реверса, реверсивный 2/12 счетчик, первый, второй и третий входы которого соединены с шиной управления, тактовой шиной, шиной реверса соответственно, постоянное запоминающее устройство, первый -четвертый адресный входы которого соединены с одноименными выходами счетчика, пятый - восьмой входы постоянного запоминающего устройства соединены соответственно с третьей, второй, первой шинами выбора режима коммутации и разрешения чтения, а первый - шестой выходы используются в качестве выходов устройства, которое позволяет реализовать режимы трехтактной, четырехтактной, шеститактной поочередной и парной, двенадцатитактной реверсивной коммутации, а также режимы обесточенной стоянки и стоянки под током. Однако данное устройство не обнаруживает отказы в функционировании.
Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства и повышение эффективности его эксплуатации.
Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены схема свертки, контрольный разряд проверки на нечетность постоянного запоминающего устройства, выходная шина «штатная работа», при этом первый - седьмой выходы распределителя соединены с одноименными входами схемы свертки, выход которой соединен с шиной «штатная работа».
На фиг.1 приведена блок-схема распределителя, на фиг.2 - схема подключения фазных обмоток трехфазного двигателя к выходам распределителя, 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 распределителя, а также циклы трехтактной, шеститактной, двенадцатитактной реверсивной коммутации и соответствующие им диаграммы поля статора. На фиг.4 показано подключение фазных обмоток четырехфазного двигателя к выходам распределителя, а также циклы четырехтактной парной и поочередной реверсивной коммутации и соответствующие им диаграммы поля статора.
Распределитель содержит шины выбора режима коммутации (1-3, шину управления 4, тактовую шину 5, шину реверса 6, шину разрешения чтения, реверсивный 2/12 счетчик 8, постоянное запоминающее устройство 9, схему свертки 10, шину «штатная работа» 11).
Шины выбора режима коммутации 3, 2, 1 соединены с входами 5, 6, 7 постоянного запоминающего устройства, шина управления 4 соединена с первым входом реверсивного счетчика 8, тактовая шина 5 и шина реверса 6 подключены ко второму и третьему входам реверсивного счетчика, шина разрешения чтения 7 соединена с восьмым входом постоянного запоминающего устройства 9, выходы 1-4 реверсивного счетчика соединены с одноименными входами постоянного запоминающего устройства 9, выходы которого 1-7 соединены с 1-7 входами схемы свертки 10, а выходы 1-6 являются групповым выходом распределителя, выход 11 схемы свертки 10 является выходом «штатная работа» заявляемого распределителя.
1
3
5
6
7
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
7
1
7
1
7
Распределитель работает следующим образом. При начальной установке выполняется подключение выходов устройства через усилители мощности к фазным обмоткам шагового двигателя в соответствии с фиг.2-4, а на входах 5-7 постоянного запоминающего устройства устанавливается код режима коммутации. Например, первый, второй, третий выходы распределителя b-b через усилители мощности подключаются к обмоткам первой, второй, третьей фазы трехфазного двигателя (фиг.2), а на шинах 1-3 режима коммутации устанавливается код 111 режима трехтактной поочередной коммутации. При этом формируются старшие разряды адреса ааа (фиг.1) ячеек памяти постоянного запоминающего устройства, значение младших адресных разрядов которого аааа представлено кодом состояния реверсивного счетчика на его выходах 1-4. При наличии сигнала разрешения чтения Е=1 код содержимого постоянного запоминающего устройства по адресу ааааааа выводится на выходные разряды устройства b-b, обеспечивая заданную коммутацию фазных напряжений двигателя в соответствии с таблицами 1, 2, значение Е=0 устанавливает на выходе устройства переменные b-b равными нулю, обеспечивая реализацию режима стоянки с обесточенными обмотками двигателя.
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 этом каждому импульсу соответствует единичное перемещение ротора двигателя в прямом или реверсном направлении.
<mrow><mover accent="true"><mi>V</mi><mo>¯</mo></mover><mo>∧</mo><mi>E</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
При
обеспечивается реализация режима стоянки под током.
1
2
3
4
5
6
7
1
6
i
7
<mrow><mover accent="true"><mi>b</mi><mo>¯</mo></mover><mo>=</mo><msub><mi>b</mi><mn>1</mn></msub><mo>⊕</mo><msub><mi>b</mi><mn>2</mn></msub><mo>⊕</mo><msub><mi>b</mi><mn>3</mn></msub><mo>⊕</mo><msub><mi>b</mi><mn>4</mn></msub><mo>⊕</mo><msub><mi>b</mi><mn>5</mn></msub><mo>⊕</mo><msub><mi>b</mi><mn>6</mn></msub></mrow>
Схема свертки 10 реализует операцию S'=b⊕b⊕b⊕b⊕b⊕b⊕b, где b-b - логические переменные, управляющие коммутацией обмоток шагового двигателя (b=1 соответствует включению обмотки), а b - контрольный разряд проверки на нечетность, равный
для распределителя, функционирующего без отказов, в этом случае S'=1. Функционирование распределителя при нечетном числе искажений приведено в таблице 2.
Источники информации
1. Авторское свидетельство SU №1474822, Кл. Н02Р 8/00, бюл. №15, 23.04.89.
2. Патент RU 2417512, Кл. Н02Р 8/00, Н02Р 8/20, бюл. №21, 27.07.2011.
<mrow><mi>S</mi><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>b</mi><mo>¯</mo></mover><mn>7</mn></msub><mo>⊕</mo><msub><mi>b</mi><mn>7</mn></msub><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
3. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями/ Под редакцией М.Г.Чиликина. М.: «Энергия», 1971.Многофункциональный распределитель для управления шаговым двигателем (отказов нет,
штатный режим, прямая коммутация)
Многофункциональный распределитель для управления шаговым двигателем (режим обнаружения нечетного числа искажений)