一种步进电动机环形分配器
l概述
步进电机通常设计成3、4、5或6相。运行方式每相依次通电的称单拍,每相邻两相依次通电的称双拍,每单、双相相问依次通电的称倍拍。其它相数步进电机运行方式可依次类推。步进电机的环形分配器目前只有三相的有专用集成电路·且价格较高·输出电流较小。若使用双向移位寄存器芯片40194.可组成任意相任意运行方式的步进电机环形分配器,具有价格较低、输出电流较大、电路简单、正反向转换方便、容易实现自动从非期望状态进入期望状态、便于与微型机或数字电路接口等优点。
2电路设计要点
2.1根据步进电机的相数与运行方式确定双向移位寄存器的必要与充分(简称充要)的位敬。单拍与双拍运行的充要位数等于步进电机的相数,单数相电机倍拍运行的充要位数等于相数加1双数相倍拍运行的充要位数等于拍数。但集戍电路/1019/1是四位双向移位寄存器,两片串联则为八位,实际使用的位数可多于充要位数。例如三相单三拍只需三位.实际使用时可用一片d0191为四位,又如16,五相十拍只需六位,可用两片4019/1为八位。
2.2选择移位寄存器右移及左移输入端的信号源。对于单拍与双拍及双数相电机倍拍运行方式,如果实际使用的双向移位寄存器位数等于充要位数,则移出信号就作为右移及左移输入端的信号源。如果实际使用的位数多于充要位数.则右移及左移输入端的信号取自移出信号之前的输出信号,向前取的位数等于实际使用多于充要的位数。例由于实际使用了四位双向移位寄存器,比充要位数多了一位,因此其右移入端dsr接至q2,左移输入端dsl接至口。对单数相电机倍拍运行方式,如果实际使用的双向移位寄存器位数等于充要位数,则移出信号前~位输出信号的反相信号作为右移及左移输入端的信号源。如果实际使用的位敬多于充要位数,则右移及左移输入端的信号取自移出信号前面输出信号的反相信号.向前的位数等于实陈使用多于充要的位数加l。
2.3选择双向移位寄存器的若干输出端作为磐铎形分配器信号。对于单拍与双拍运行方式,移位寄存器的前位输出信号依次就是环形分错信号
对于双数相电机倍拍运行方式.移位寄存脚标双数(或单数)的输出信号依次就是环形分配器信号。
2.4列出双向移位寄存器期望状态的时序表。对于单拍与双拍运行,前几位的期望状态时序表就是环形分配器的时序表,多出位的时序则遵循移位规则。对于单数相电机倍拍运行,第一拍的qo为1从q,开始到充要位数为o,最后的多余位均为1,第二拍开始则按移位规则列出时序,对于双数相电机倍拍运行,脚标双数(或单数)的输出信号接环形分配器时序.其余按移位规则。根据双向移位寄存器的时序表按步骤3的规则列出环形分配器的时序表,核对是否符合步进电机所要求的运行方式。
2.5列出所有移位寄存器的非期望状态的时序,利用双向移位寄存器的清零端rs7或并行置数端dodj dz找出从非期望状态自动进入期望状态的****方案。
2.6设计出的电机图中要添加控制移位寄存器移位方向信号,以便能控制步进电机的正反转,还可增加在合闸加电时使移位寄存器自动进入期望状态的电路。
3设计举例
例1.三棚双三拍
充要位数为三位,使用一片四位双向移位寄存器,多出了一位。因此右移输入端dsr接q2.左移输入端z)sl接q列出移位寄存器的期望状态时序表(见表1)。
列出移位寄存器的所有非期望状态在时钟信号作用下的时序·不能自动进入期望状态的外,其余均能进入左移及右移状态。由于移位寄存器的全o是非期望状态,不能利用它的清零端rs7,只能利用它的并行置数端产生一个信号使移位寄存器的控制端siso-1 1.在时钟信号作用下将移位寄存器置成期望状态,则完整的电路如图1所示。图中的单刀三掷开关或可用继电器触点或可用微机输出信号用以控制移位寄存器的移位方式或保持来控制步进电机的转向或停或转。
该电路只用了三片普通集成电路,双向移位寄存器伯19/13输入端三与非门4023及3输入端三或门d 075。
例2.三相六拍
充要位数为四位,刚好使用一片四位 向移位寄存器,右移输入端dsr接诱,左移输入端ds:l接q,列出移位寄存器期望状态及环形分配器时序表如表2所示。
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