Устройство для управления шаговым двигателем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее блок обнаружения отказа, включакнций в себя логический элемент И, дешифратор сигналов тока в фазах и запоминающее ус тройство, распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждь1й канал которого состоит из последовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на ;входе, фазного ключа, подключенного входами к выходу распределителя импульсов , резистора обратной связи по току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоянного тока, двумя встречно включенными диодами, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем контроля большего числа неисправностей, блок обнаружения отказа снабжен триггером, логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, дополнительным ключом, интегрирующей цепью и компаратором, подключен-. ным выходом к входу запоминающего устройства, а -входом - к выходу интегрирующей цепи, параллельно которо (Л му включен дополнительный ключ, соединенньй входом с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, связанного одним входом с выходом триггера, подключен- g ного входом к входу распределителя импульсов, а другим - с выходом элемента И, соединенного входами с выходами дешифратора Сигналов тока в фазах .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

WIIWNt

РЕСПУБЛИК

09) (11) Зсю H 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СТКРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Е :гРЩу д

13

ВИИаиотщд (21) 3591324/24-07 (22) 24.02.83 (46) 30.08.84. Бюл.932 (72) P.È.Ôàçàòäèíoâ (71) Специальное конструкторское бюро средств вычислительной техники

Томского производственного объединения "Контур" (53) 621.313.13-133.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

@547955, кл. H 02 P 8/00, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР

9811477, кл. Н 02 P 8/00, 1919 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ; содержащее блок обнаружения отказа, включающий в себя логический элемент И, дешифратор сигналов тока в фазах и запоминающее устройство, распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из последовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на ,входе, фазного ключа, подключенного входами к выходу распределителя импульсов, резистора обратной связи по току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоян. ного тока. двумя встречно включенными диодами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем контроля большего числа неисправностей, блок обнаружения отказа снабжен триггером, логическим элементом ИСКЛВЧАКМЦЕЕ ИЛИ, дополнительным ключом, интегрирующей цепью и компаратором, подключен- . ным выходом к входу запоминающего устройства, а входом — к выходу ин- I тегрирующей цепи, параллельно которому включен дополнительный ключ, соеднненньм входом с выходом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, связанного одним входом с выходом триггера, подключен- Я ного входом к входу распределителя импульсов, а другим — с выходом эле-. мента И, соединенного входами с выходами дешифратора сигналов тока в фазах.

1111246

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для управления шаговым двигателем с автоматическим контролем целостности электрических соединений.

Известно устройство для управления шаговым двигателем с последова. тельным включением с фазами балластных резистороц, содержащее блок обнаружения отказов, включающий в себя

1а элементы И, подключенные через буфер- ный регистр к выходам ключей усилите-: ля мощности, и регистрирующий элемент, фиксирующий отказ типа "обрыв" или

"короткое замыкание" в силовой цепиЦф 15

Недостатком указанного устройства является невозможность контроля неисправностей в электрических цепях при широтно-импульсном регулировании тока в фазах двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления шаговым двигателем, содержащее блок обнаружения отказа, включающий в себя логический элемент И, дешифратор сигналов тока в фазах и запоминающее устройство, распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из последовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на входе, фазного ключа, подключенного входом 35 к выходу распределителя импульсов, резистора обратной связи по току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоянного тока 4о двумя встречно включенными диодами 21.

Одйако известное устройство не обеспечивает контроль неисправности, в работе ключей регуляторов тока типа "обрыв" и контроль обрыва фазы двигателя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем контроля большего числа неисправностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления шаговым двигателем, содержащем, блок обнаружения отказа, включающий . в себя логический элемент И, дешифратор сигналов тока в фазе и запоминаю- щее устройство, распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из последовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на входе, фазного ключа, подключенного входами к выходу распределителя импульсов, резистора обратной связи по току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоянного тока двумя встречно включенными диодами, блок обнаружения отказа снабжен триггером, логическим элементом. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, дополнительным ключом, интегрирующей цепью и компаратором, подключенным выходом к входу запоминающего устройства, а входом — к выходу интегрирующей цепи, параллельно которому включен дополнительный ключ, соединенный входом с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ„ связанного одним входом.с выходом триггера, подключенного входом к входу распределителя импульсов, а другим — с выходом элемента И, соединенного входами с выходами дешифратора сигналов тока в фазах.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства применительно к шестифазному двигателю1 на фиг.2 -4диаграммы напряжений, поясняющие его работу. устройство (фиг.1) содержит распре делитель 1 импульсов, регуляторы тока 2-4, регулирующие ключи 5-10, обратные диоды 11-16, шунтирующие диоды 17-22, фазные-ключи 23-28, резисторы обратной связи 29-31, блок обнаружения отказа, включающий в себя дешифратор сигналов тока в.фазах (компараторы 32,33 и 34), логические элементы И 35, ИСКЛЮЧА1ЦЦЕЕ ИЛИ 36, триггер 37, подключенный к входу распределителя импульсов, ключ 38, подключенный к обкладкам конденсатора

;39, образующего с резистором 40 ,интегрирующую цепь, компаратор 41, 1 соединенный с запоминающим устройством 42 (gS -триггер). Для защиты от коротких замыканий используется предохранитель 43.

На инверсные входы компараторов !

è\ подается напряжение смещения .и, рав ное порогу срабатывания компараторов.

На вход 44 подаются импульсы управления, к входу 45 прикладывается опор. ное напряжение срабатывания компарато

3 1111246 ра, на вход 46 подается напряжение по для заряда конденсатора 39, на вход, но

47 — напряжение питания устройства. ле

С выхода 4& снимается напряжение, со сигнаЛизирующее об отказе устройства. 5 чт

Устройство работает следующим бо образом.

Распределитель 1 импульсов при по" даче на его вход импульсов управления (см.фиг.2 a) формирует 6-фаз!

О ную систему напряжений прямоугольной формы, сдвинутых между собой на

60 эл.град. На фиг.2б приведена временная диаграмма напряжения на одном из выходов распределителя импуль- 15 сов. Эта система напряжений управляет фазными ключами 23-28 и через ре. гуляторы 2-4 тока регулирующими ключами 5-10. При безотказной работе устройства на резисторах обратной связи 29,30 и 3 1 формируются напряжения (фиг.2 в,г и д)„ форма которых повторяет форму импульсов тока через фазы

49 до момента отключения фазных ключей. На выходах компараторов 32,33 и 34 при поступлении на их прямые входы указанных напряжений формируются импульсы (фиг.2 е-з), моменты возникновения которых определяются равенством напряжений на резисторах обратной связи и напряжения смещения, величина которого выбирается из условия надежного срабатывания компараторов. После преобразования выходных импульсов компараторов эле- 35 ментом И 35 (фиг.2 и) на выходе элемента 36 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ образуются импульсы (фиг.2 л), длительность которых постоянна и равна разности длительностей импульсов с триггера 40

37 (фиг.2к) и с элемента И, причем даже при максимальной частоте сигнала на входе распределителя длительность формируемых импульсов много меньше периода их повторения. Эти 45 импульсы периодически размыкают ключ 38, при этом конденсатор 39 заряжается от источника напряжения

46 через резистор 40 до некоторого уровня, после et o мгновенно разря- 5D жается через ключ 38 (фиг.2 м). При поступлении на прямой вход компаратора 41 импульсов с конденсатора

39, в на инверсный вход напряжения, определяющего порог срабатывания 55

U » величина которого больше амплитуды импульсов на конденсаторе, на выходе компаратора формируется стоянный уровень напряжения. Выходй сигнал 48 Ю -триггера, установнного командой "Сброс" в нулевое стояние (фиг.2 н),.не изменяется, о свидетельствует об исправной рате устройства.

При возникновении в устройстве любой неисправности типа "обрыв" или "короткое замыкание" на одном из резисторов обратной связи изменяется форма импульса напряжения; .соответственно изменяется длительность импуль са выходного напряжения компаратора

32, 33 или 34, и элемент И формирует неравномерную последовательность импульсов. При поступлении данной последовательности на один вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и равномерной последовательности импульсов с триггера 37 на другой его вход на выходе формируются импульсы, длительность которых намного превосходит длительность импульсов, соответствующую исправной работе устройства..

3а время действия этих импульсов напряжение на конденсаторе превьппает пороговое напряжение срабатывания

Ll g компаратора 41, и его первый же выходной импульс устанавливает триггер 42 в единичное состояние соУ ответствующее неисправному состоянию устройства.

Например, в случае возникновения неисправности в момент времени -

4 приводящей к постоянно закрытому состоянию фазного ключа, соответствующее напряжение на резисторе обратной связи равно нулю, и (согласно диаграммам работы устройства на фиг.2) на выходе

48 в момент времени устанавливается напряжение, сигнализирующее об отказе устройства. При возникновении неисправности, приводящей к постоянно открытому состоянию какого-либо фазного ключа, фазный ток после закрывания соответствующего регулирующего, ключа опадает медленно (фиг.3 в), что приводит к изменению длительности выходного напряжения компаратора (фиг.3 е), в то время как длительности выходных импульсов двух других компараторов остаются неизменными (фиг.3 г,д) . Это приводит к нарушению равномерной последовательности импульсов на выходе элемента И 35, в результате чего триггер 42 фиксирует отказ.

1111246

На фиг.4 приведены диаграммы сигналов, аналогичные диаграммам на фиг.2 и 3, иллюстрирующие работу блока обнаружения отказов в случае возникновения неисправности в момент време- 5 ни 4, приводящей к постоянно закрыгому состоянию регулирующего ключа.

При образовании КЗ регулирующего ключа срабатывает предохранитель 43..

Цепь питания разрывается, на резисторах обратной связи 29, 30 и 31 нулевые; уровни, что приводит такте к фиксации триггером 42 отказа.

1111246

Фие.2

1 3.! 124б

1111246"

Заказ 6324/43 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель З.Горник

Редактор Л. Веселовская Техред .Т.Маточка Корректор Л. Пилипенко