Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике , к дискретному электроприводу технологического оборудования. Цель состоит в упрощении и повышении надежности. Устройство содержит источник 1 сигналов управления и многоканальный усилитель, два ключевых элемента 7 и 10, первый 7 из которых связывает одну клемму фазы 9 двигателя с первым полюсом источника питания постоянного тока, а второй 10 - другую клемму фазы 9 двигателя через резистор 11 обратной связи с вторым полюсом источника питания. Соединение выхода порогового элемента 4 с входом одновибратора 2, выходом подключенного к второму входу элемента 3, соединенного выходом с управляющими входами ключевых элементов 7 и 10, обеспечивает при отказе усилителей 5, и 6 или пробое ключевых элементов 7 и 10 поддержание тока к фазе на прежнем уровне за счет того, что импульсы широтно-импульсной модуляции подаются на оба ключевых элемента с одновибратора 2. При этом возрастает потребление энергии, которое сигнализирует об аварийном режиме работы устройства. 2 ил. (О (Л 00 1C сд 00 05 Ц}иг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 P 8/00

ВСЮ" "

I "1 )

Г!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4087334/24-07 (22) 11.07,86 (46) 07.02.88. Бюл. 11 5 (71) Опытно-конструкторское бюро тонкого биологического машиностроения (72) В.П. Комиссаров (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 811477, кл. Н 02 P 8/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М - 1115197, кл. Н 02 P 8/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, к дискретному электроприводу технологического оборудования.

Цель состоит в упрощении и повышении надежности. Устройство содержит источник 1 сигналов управления и многоканальный усилитель, два ключевых элемента 7 и 10, первый 7 из которых

„„SU„„1372586 A1 связывает одну клемму фазы 9 двигателя с первым полюсом источника питания постоянного тока, а второй 10 другую клемму фазы 9 двигателя через резистор 11 обратной связи с вторым полюсом источника питания. Соединение выхода порогового элемента 4 с входом одновибратора 2, выходом подключенного к второму входу элемента

3, соединенного выходом с управляющими входами ключевьгх элементов 7 и 10, обеспечивает при отказе усилителей

5 и 6 или пробое ключевых элементов

7 и 10 поддержание тока в фазе на прежнем уровне за счет того, что импульсы широтно-импульсной модуляции подаются на оба ключевых элемента с одновибратора 2. При этом возрастает потребление энергии, которое сигнализирует об аварийном режиме работы устройства. 2 ил.

1372586

Изобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими механизмами и может быть использовано дискретом электропривода техноло5 гического оборудования.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности устройства °

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 сигналов управления, одновибратор 2, элемент 2И 3, пороговый элемент 4, первый 5 и второй 6 предварительные усилители, первый ключевой элемент 7, диод 8, фазу 9 шагового двигателя, второй ключевой элемент 10, резистор

11 обратной связи, диод 12. 20

Вход порогового элемента 4 соединен с резистором 11 обратной связи, выход — с входом одновибратора 2,выход которого соединен с первым входом элемента 2И 3, соединенного вторым 25 входом с выходом источника 1 сигналов управления. Выход элемента 2И 3 через усилители 5 и 6 соединен с входами ключевых элементов 7 и 10.

Ключевой элемент 7 связывает одну 30 клемму фазы 9 с первым полюсом источника питания, а ключевой элемент 10 связывает вторую клемму фазы 9 через резистор 11 обратной связи с вторым полюсом источника питания. Диод 8

35 подключен к выходу первого ключевого элемента 7 и второму полюсу источника питания в обратной по отношению к напряжению источника питания полярности. Диод 12, включенный в обрат- 40 ной по отношению к напряжению источника питания полярности, связывает второй ключевой элемент 1О с первым полюсом источника питания.

На временных диаграммах (фиг. 2)

45 обозначены: сигнал 13 управления током на выходе источника 1 сигналов управления, сигнал 14 на выходе порогового элемента 4, сигнал 15 на выходе одновибратора 2, сигнал 16 на резисторе 11 обратной связи, ток 17 в фазе 9 шагового двигателя.

Устройство работает следующим о6разом.

Сигнал 13 управления, поступающий с выхода источника 1 сигналов управ- 55 ления через элемент 2И 3, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал 14 с выхода одновибратора 2, через усилители 5 и 6 включает одновременно ключевые элементы 7 и 10, и к фазе 9 прикладывается напряжение источника питания, обеспечивающее быстрое нарастание тока. Когда падение напряжения на резисторе 11 обратной связи достигает порога срабатывания порогового элемента 4, последний срабатывает и нулевым потенциалом запускает формирователь импульсов. Одновибратор 2 вырабатывает импульс 15 длительностью, (фиг.2), который запрещает прохождение сигнала управления через элемент 2И 3, и ключевые элементы 7 и 10 закрываются. После закрывания ключевых элементов 7 и 10 ток в фазе 9 начинает спадать, происходит частичная рекуперация запасенной индуктивностью фазы 9 энергии в источник питания через диоды 8 и 12.

По истечении времени, формирователь импульсов через усилители 5 и 6 открывает ключевые элементы 7 и

10, и ток в фазе 9 начинает расти с некоторого уровня, определяемого интервалом, до порогового значения элемента 4. Описанный процесс повторяется в течение времени высокого уровня сигнала 13 управления.

Таким образом, осуществляется модуляция тока в фазе 9 двигателя.

Среднее значение тока в фазе 9 задается и поддерживается порогом срабатывания порогового элемента 4. Величина пульсаций тока и частота модуляции определяются интервалом,,форформируемым одновибратором 2. В момент окончания такта коммутации ключевые элементы 7 и 10 закрываются,.

1 происходит рекуперация энергии, запасенной в фазе 9, в источник через диоды 8 и 12.

В аварийном режиме при пробое" ключевого элемента 7 в момент времени (фиг.2) ток в фазе 9 нарастает до значения порога срабатывания порогового элемента 4, последний срабатывает и нулевым потенциалом через одновибратор 2, элемент 2И 3 и усилитель 6 закрывает ключевой элемент 10.

Одновибратор 2 по заднему фронту сигнала 14 порогового элемента 4 формирует временной интерваЛ (фиг, 2), пороговый элемент возвращается в состояние высокого потенциала. После закрывания ключевого элемента 10 ток в фазе 9 начинает спадать по цепи:

1372586

em eM eHH eMeHT H-HE, одновибратора и триггера повышается надежность устройства.

15

Фиг. 2

Составитель В. Алфимов

Техред M.яндык Корректор В, Гирняк

Редактор Н. Гунько

Заказ 498/54 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 вторая клемма фазы 9 двигателя, диод

12 рекуперации, первый полюс источника питания, "пробитый" ключевой элемент 7, первая клемма фазы 9 дви5 гателя. По истечении времени „ одновибратор 2 через усилитель 6 открывает ключевой элемент 10, и ток в фазе 9 начинает расти с некоторого уровня, определяемого интервалом до порогового значения элемента 4.

Описанный процесс повторяется в течение времени высокого уровня сигнала 13 управления.

При пробое ключевого элемента 10 15 устройство работает аналогично.

Таким образом, при отказе усилителя 5 или 6 или "пробое" ключевых элементов 7 или 10 ток в фазе 9 поддерживается на прежнем уровне за счет 0 того, что импульсы широтно-импульсной модуляции подаются на оба ключевых элемента с одновибратора 2. При этом моментные и мощностные характеристики двигателя остаются прежними, но возрастает потребление энергии от источника питания из-за отсутствия рекуперации. Это возрастание потребления энергии сигнализирует об аварийном режиме работы устройства. Вследствие работы устройства при отказе части силовых элементов и упрощения

Формул а и з о б р е т е н и я

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник сигналов управления и многоканальный усилитель, каждый канал которого содержит первый ключевой элемент,соединяющий вывод фазы двигателя с одним полюсом источника постоянного напряг жения, второй ключевой элемент, соединяющий другой вывод фазы двигателя через резистор обратной связи с другим полюсом источника постоянного напряжения, соединенного с выводами фазы также посредством обратных диодов, пороговый элемент, соединенный входом с резистором обратной связи, одновибратор и элемент 2И, соединенный первым входом с источником сигналов управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, выход порогового элемента соединен с входом одновибратора, выходом подключенного к второму входу элемента 2И, соединенного выходом с управляющими входами ключевых элементов.