Устройство для управления шаговым двигателем

Авторы патента:

H02P8/36 - защита от неисправностей, например от перегрева, нарушения шага; индикация неисправностей(аварийное защитное устройство с автоматическим отключением напряжения H02H 7/08)

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повьшение надежности устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содержит включающие датчики тока усилители мощности по числу фаз двигателя, симистор 15 и блок 13 защиты от перегрузки . Блок защиты состоит из аналогового элемента ИЛИ 20, компаратора 21, формирователя импульсов из триггера 23, усилителя 24, оптрона 25, выпрямителя 26, соединенного с силовым и управляющим электродами симистора. Сигнал о токе фазы с соответствующего датчика тока поступает через элемент ИЛИ 20 на вход компаратора 21, который вырабатывает сигнал перегрузки , блокирующий отпирание симистора 15. Тем самым прерывается питание усилителей мощности от сети переменного тока ;и фиксируется неисправная цепь, что обеспечивает повьш1ение надежности . 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

C0UHAËÈCTÈ×ÅCHÈХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

И) 4 02 P 8 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

=)1

)ß

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 112948/24-07 ( (22) 17.06.86 (46) 07.03.88. Бюл. 11.- 9 (71) Институт химии Башкирского филиала АН СССР (72) Ю.З. Эков и С.В. Малыгин (53) 621.313 ° 525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)11 1111246, кл. Н 02 P 8/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 811477, кл. Н 02 P 8/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЬ)М ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения вЂ” повышение надежности устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содержит включающие датчики тока усилители мощности по числу фаз двигателя, симистор 15 и блок 13 защиты от перегрузки. Блок защиты состоит из аналогового элемента ИЛИ 20, компаратора

21, формирователя импульсов из триггера 23, усилителя 24, оптрона 25, выпрямителя 26, соединенного с силовым и управляющим электродами симистора.

Сигнал о токе фазы с соответствующего датчика тока поступает через элемент ИЛИ 20 на вход компаратора 21, который вырабатывает сигнал перегрузки, блокирующий отпирание симистора

15. Тем самым прерывается питание усилителей мощности от сети переменного тока;и фиксируется неисправная цепь, что обеспечивает повьш ение надежности. 3 ил.

1379936

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано для защиты шагового электропривода при выходе из строя

5 отдельных его элементов.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства управления; на фиг.2 10 схема блока защиты на фиг. 3 вЂ” времснныe диаграммы напряжений и токов при работе устройства.

Устройство содержит усилители мощнОсти пО числу фаз каждыи из кОтО- 15 рых включает в себя ключевые элементы 1 и 2, соединяющие фазу двигателя

3 с Одним полюсом источника постоянного напряжения и через резистивный датчик 4 тока вЂ” с другим полюсом ука- 20 занного источника. Выводы фазы 3 связаны с полюсами источника постоянного напряжения также через разрядные диоды 5 и 6. Резистивный датчик 4 тока соединен с входом компаратора 7, 25 к другому входу которого подключен задатчик 8 тока, а к выходу вЂ” один вход элемента 2И 9, соединенного выходом через усилитель 10 с управляющим входом ключевого элемента 1, вторым входом через усилитель 11 с управляющим входом ключевого элемента 2 и непосредственно с одним из выходов распределителя 12 импульсов. Устройство содержит также блок 13 защиты, соединенный с кнопкой 14 ."Пуск" и с симистором 15, связывающим источник постоянного напряжения из конденса- . тора 16 и выпрямителя 17 через трансформатор 18 с сетью 19 переменного

40 тока.

Блок 13 защиты содержит аналоговый элемент KIH 20, подключенный выходом к входу компаратора 21, вторым входом соединенного с задатчиком 22 тока„ выходом вЂ” с тактовым входом

D-триггера 23, S-вход которого подключен к кнопке 14, инверсный выход через усилитель 24, оптрон 25 и выпрямитель 26 соединен с управляющим входом симистора 15. Входы аналогово- 50 го элемента ИЛИ 20 соединены с резистивными датчиками 4 тока всех фаэ.

Устройство работает следующим образом.

Кнопкой 14 "Пуск" формируется сиг- 55 нал ц установки "Нуля" (фиг. 3),который поступает на S-вход D-триггера

23, переводя его в состояние, когда на его прямом выходе высокий уровень напряжения, а на инверсном вЂ” низкий..

Затем через усилитель 24 сигнал низкого уровня напряжения открывает светодиод и соответственно тиристор оптрона 25. Это, в свою очередь, ведет к отпиранию симистора 15.

В момент времени t, (фиг. 3) управляющий сигнал U Ä поступающий с распределителя 12 импульсов, через элемент 2И 9, усилители 10 и 11 открывает одновременно ключевые элементы 1 и 2 и к фазе 3 прикладывается напряжение источника питания. В фазной обмотке начинает расти ток I скорость нарастания которого =-ависит от величины напряжения источника пи,тания (фиг. 3). Когда падение напряжения на датчике 4 тока достигает величины срабатывания элемента 7, на

его выходе появляется низкий уровень напряжения, который блокирует прохождение импульса Iz через элемент 2И 9, закрывая ключевои элемент !..Ток в фазной обмотке 3 начинает спадать (фиг. 3, 1 ), протекая за счет ЭДС самоиндукции по цепи: фаза 3 вЂ” ключевой элемент 2 вЂ” датчик 4 тока вЂ” полюс источника питания. Ток.будет спадать ,до тех пор, пока падение напряжения на датчике 4 тока не достигнет порога отпускания порогового элемента компаратора 7. При достижении порога отпускания на выходе компаратора 7 появляется высокий уровень напряжения, который пропускает управляющий сигнал I ц через элемент 2И 9, открывая ключевой элемент 1, ток в фазной обмотке снова начинает расти, и процесс повторяется до тех пор, пока на выходе распределителя 12 импульсов буI дет управляющий сигнал

В момент времени t (фиг. 3, U ), когда на выходе распределителя 12 импульсов низкий уровень напряжения, ключевые элементы 1 и 2 закрыты, по цепи: диод 5 вЂ” фаза 3 вЂ” диод 6 конденсатор 16 течет ток за счет ЭДС самоиндукции, заряжая конденсатор 16.

При этом происходит рекуперация энергии в конденсатор 16.

Таким образом, происходит поддержание (модуляция) тока в фазе двигате. ля на заданном уровне I с помощью эадатчика 8 тока, Величина пульсации тока и частота переключения определяется уровнем напряжения источника и

1379936 гистерезисом порогового элемента на компараторе 7.

При выходе из строя первого ключевого элемента 1 или ключевого элемента 2, или порогового элемента одной из фаз двигателя, или в случае остановки двигателя ток в фазной обмотке . возрастает. Пропорционально ему возрастает и величина падения напряжения на датчике 4 тока. По достижении величины, соответствующей аварийному значению (фиг. 3, 1 ; I,,) на выходе компаратора 21 появляется низкий уровень напряжения, приводящий к появле- 15 нию высокого уровня напряжения на,инверсном выходе D-триггера 23 (фиг.3, U„), которое через усилитель 24 запирает светодиод и соответственно тиристор оптрона 25. Тем самым запирается симистор 15 и отключается от сети 19 переменного тока выпрямитель

17. После устранения неисправности кнопкой 14 "Пуск" D-триггер 23 переводится в рабочее состояние.

Использование предлагаемого устройства позволяет при выходе из строя первого ключевого элемента или первого и второго ключевых элементов или порогового элемента, а также при вне30 запной остановке двигателя нли увеличении механической нагрузки обесточить силовую часть схемы, предотвращая выход из строя обмотки двигателя и других элементов схемы, увеличиая срок их службы и повышая надежность в работе °

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник управляющих импульсов, усилители мощности о числу фаз, включающие датчи. ки тока фазы, источник постоянного напряжения, соединенный входом с сетью переменного тока, о т л и ч авЂ” ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, введены симистор, формирователь импульсов, амплитудный детектор и аналоговый элемент

ИЛИ, соединенный входами с датчиками тока фаз, выходом вЂ” с,входом амплитудного детектора, выход которого через формирователь импульсов соединен с управляющим электродом симистора, а соединение входа источника постоянного напряжения с сетью переменного тока выполнено через симистор.

1379936

I 1

1р

V .У1

Составитель В. Алфимов

Техред А.Кравчук

Корректор В. Бутяга

Редактор А. Козориз

Заказ 993/58 Тирам 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.увгород, ул. Проектная, 4

Устройство для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к электротехнике , к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в шаговом электроприводе, работающем при изменяющихся в широких пределах нагрузках на валу

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе // 1319227

Изобретение относится к электротехнике , а именно к электроприводу, и может быть использовано в системах управления шаговыми двигателями (ШД) с программным управлением

Устройство для управления шаговым двигателем // 1295501

Изобретение относится к электротехнике , к системам автоматического управления с шаговыми двигателями

Устройство для управления @ -фазным шаговым двигателем // 1288889

Изобретение относится к электротехнике , к управлению электрическими машинами и может быть использовано в системах управления дискретным электроприводом

Устройство для управления шаговым двигателем // 1267584

Изобретение относится к управлению электрическими мапгинами

Устройство для управления шаговым двигателем // 1111246

Устройство для управления многофазным шаговым двигателем // 955491

Устройство для управления шаговым двигателем // 951622

Устройство для управления реверсивным @ -фазным шаговым электродвигателем // 917295

Устройство для управления шаговым двигателем // 855917

Устройство для управления шаговым двигателем // 1439731

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе с ограниченным перемещением подвижного элемента

Устройство для управления @ -фазным шаговым двигателем // 1453580

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе автоматизированных исполнительных устройств

Устройство для управления шаговым двигателем // 1552340

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в шаговых электроприводах исполнительных автоматизированных устройств

Устройство для управления шаговым двигателем // 1612372

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления с шаговыми двигателями

Устройство для управления шаговым двигателем // 1677844

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании дискретного электропривода с быстродействующей системой защиты объекта с ограниченным диапазоном перемещения

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе // 2523047

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе двигателей с различным числом фаз, работающих в режимах реверсивной поочередной и парной коммутации, стоянки под током и обесточенной стоянки, с автоматическим определением режима штатной работы, одиночных и многократных отказов благодаря аппаратной реализации модифицированного алгоритма Хэмминга. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей путем обеспечения автоматического контроля и индикации отказов в работе шагового электропривода. В устройство для обнаружения отказов введена первая-четвертая схемы свертки, шины пороговых датчиков фазных токов и напряжений, дополнительные разряды постоянного запоминающего устройства, соответствующие контрольным разрядам кода Хэмминга, схема ИЛИ, дешифратор и блок индикации, а также новые функциональные связи, указанные в материалах заявки. 2 ил., 2 табл.

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе // 2523048

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов коммутации и стоянки для двигателей с различным числом фазных обмоток, обеспечения работы шагового двигателя в режиме переменной тактности, управляемой по шинам выбора режима коммутации, а также автоматического определения отказов в работе шагового электропривода благодаря сравнению кодов фактической запитки двигателя формируемых известными пороговыми датчиками фазных токов и напряжений с эталонными кодами дублирующего информационного канала. В устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе введены второй групповой информационный выход эталонных коммутационных комбинаций, цифровой компаратор, новые функциональные связи, указанные в материалах заявки. 2 ил., 2 табл.

Четырех-восьмитактное устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем // 2528431

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов с дискретным электроприводом на базе четырехфазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов коммутации и стоянки, а также работы двигателя в режиме переменной тактности, управляемой по шине «режим коммутации». В устройстве реализован режим автоматической диагностики одиночных отказов как логической, так и силовой части устройства. Для этого в устройство введены четвертый мультиплексор, пятивходовая схема свертки по модулю два, усилители с пороговыми датчиками мощности в каждой фазе. Введение режима автоматической диагностики позволяет оперативно устранять отказы в работе устройства, что повышает его эксплуатационную эффективность. 1 ил., 2 табл.

Шаговый электропривод // 2638522

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматизации металлорежущих станков, электромеханических роботов и в других механизмах систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является повышение надежности электропривода при помощи введения средств телеметрического, удаленного, объективного контроля работы, что снижает безаварийность работы объекта, на котором установлен электропривод. В шаговый электропривод, содержащий двухфазный шаговый электродвигатель, первая и вторая фазная обмотка которого подключена к первому и второму выходным выводам соответственно первого и второго мостового полупроводникового преобразователя, введено устройство телеметрического контроля, позволяющее дистанционно оценить скорость, направление вращения и угол поворота шагового двигателя, а следовательно, оценить работоспособность электродвигателя без непосредственного контакта. 2 ил.