Устройство для управления @ -фазным шаговым двигателем

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе автоматизированных исполнительных устройств . Цель изобретения состоит в повышении КПД путем снижения потребляемой мощности. Устройство содержит распределитель импульсов, (т+1)- входовый элемент И 8 и m каналов управления с усилителями 2 мощности. В каждый канал управления введены индуктивный датчик 3 перепада тока в фазе, формирователь 4 импульсов и триггер 5, выход которого подключен к одному из входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, второй вход которого соединен с входом усилителя 2 мощности. При неисправности устройства изменение уровня сигнала на входе усилителя 2 мощности не подтвер кдается соответствующим импульсом датчика 3,что обуславливает блокировку шагового : двигателя и включение сигнализации. 1 ил. i W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК 09} (И}

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И IHPblTHRM

ПРИ ГКНТ ССОР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15}} 4 Н 02 Р 8/00 (21) 4257890/24-07 (22) 05,06.87 (46) 23.01,89, Бюл. У 3 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государст-. венном университете им.В.И.Ленина (72) И.Н,Рудой, В,Д.Телегин, В.И.Лакизо и В.В.Нижников (53) 621.313.525 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

У 593295, кл. Н 02 P 8/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1288889, кл. Н 02 P 8/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ш-фАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе автоматизированных исполнительных устройств. Цель изобретения состоит в повышении КПД путем снижения потребляемой мощности. Устройство содержит распределитель 1 импульсов, (m+1)входовый элемент И 8 и т каналов управления с усилителями 2 мощности.

В каждый канал управления введены индуктивный датчик 3 перепада тока в фазе, формирователь 4 импульсов и триггер 5, выход которого подключен к одному из входов элемента ИСКЛЙЧА}0ЩЕЕ ИЛИ 6, второй вход которого соединен с входом усилителя 2 мощности.

При неисправности устройства изменение уровня сигнала на входе усилителя 2 мощности не подтверждается соответствующим импульсом датчика З,что обуславливает блокировку шагового двигателя и включение сигнализации.

1 ил.

1453580

20

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в шаговом электроприводе исполнитель ных автоматизированных устройств.

Цель изобретения — повышение КПД путем сокращения потребляемой мощности

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления m-фазным шаговым двигателем.

Устройство содержит m-канальный распределитель 1 импульсов, каждый из m выходов которого подключен к входу усилителя 2 мощности соответствующего канала, на силовой выходной шине которого установлен индуктивный датчик 3 перепада тока в фазе, соединенный выходом через формирователь 4 импульсов со счетным входом триггера 5, выход которого подключен к одному из входов элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом распределителя 1 импульсов, а выход подключен к элементу 7 индикации и одному из ш входов (m+1)-входового элемента

И 8, (m+1)-й вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, выход подключен к тактовому входу распределителя 1 импульсов, а каждая фаза шагового двигателя 9 подключена к вы" ходу усилителя 2 мощности соответствующего канала, Устройство работает следующим образом..

Перед началом работы распределитель 1 импульсов устанавливается в исходное состояние, соответствующее одному из режимов коммутации фаз шагового двигателя 9. При этом на выходе распределителя до подачи тактовых импульсов присутствуют сигналы одинакового, например, низкого уровня, Одновременно триггеры 5 во всех

m каналах управления также устанавливаются в исходное состояние (цепи установки на схеме не показаны),,причем уровень сигналов на выходах всех триггеров одинаков, но противоположен уровню сигналов на выходе распределителя 1 импульсов.

На входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 6 присутствуют поэтому сигналы разных логических уровней, и логическая единица, снимаемая с выхода элемента 6, не препятствует прохождению тактовых импульсов через (m+1)входовый элемент И 8 на тактовый вход распределителя 1 импульсов.

При подаче тактовых импульсов на выходах распределителя 1 импульсов, определяемых заданным режимом коммутации, в соответствующей последовательности появляются сигналы высокого уровня, обеспечивающие протекание тока s фазных обмотках шагового двигателя 9 и его вращение по заданной программе. Пусть, например,сигнал высокого уровня появляется на первом выходе распределителя 1 импульсов. Включение тока в соответствующей фазе шагового двигателя 9 сопровождается перепадом тока с нулевого до номинального уровня в силовой шине, соединяющей выход усилителя 2 мощности с соответствующей фазой шагового двигателя 9. Этот перепад тока обуславливает срабатывание индуктивного датчика 3, представляющего собой, например, несколько витков изолированного провода, намотанных на силовой шине. Несформированный импульс, выдаваемый датчиком 3 по перепаду тока в силовой шине, подается на формирователь 4

30 . импульсов, с выхода которого сфор-, мированный до заданных уровня и длительности импульса поступает на счетный вход триггера 5 и переключает последний. На входах элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 остаются сигналы разных логических уровней, благодаря чему сохраняется единичный уровень на выходе этого элемента, не изменяющий состояние элемента 7 индикации и не

40 препятствующий прохождению тактовых импульсов через (m+1)-входовый элемент И 8 на тактовый вход распределителя 1 импульсов. При последующем появлении сигнала низкого уровня на первом выходе распределителя 1 и отключении тока в фазе по перепаду с номинального до нулевого уровня датчик 3 повторно выдает импульс, который вновь переключает триггер 5, 50 обеспечивается тем самым сохранение единичного уровня на выходе элемента 6, Во всех остальных функционирующих аналогичным образом каналах управления при исправности устройства на выходах всех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 6 постоянно подтверждается сигнал высокого (еднннчного) уровня,так как HB входах указанных элементов з 1453580

4 всегда присуствуют сигналы разных логических уровней.

В случае выхода из строя усилителя 2 мощности или шагового делителя

9 в силовой шине, соединяющей усилитель 2 мощности с двигателем 9, имеет место (в зависимости от характера неисправности) либо постоянное протекание тока с выхода усилителя 2 1О мощности, либо постоянное отсутствие тока. Изменение уровня сигнала на выходе распределителя 1 импульсов не подтверждается в данном случае соответствующим импульсом датчика 3 и переключением триггера 5, что обуславливает-появление сигналов одинакового уровня на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и нулевого уровня на его выходе.

Нулевой уровень на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 обуславливает срабатывание элемента 7 индикации и блокировку прохождения тактовых импульсов через (и+1)-входовый эле- 25 мент И 8 на тактовый вход распределителя 1 импульсов. Щаговый двигатель

9 блокируется при соответствующей (акустической, световой и т.п.) сигнализации, причем блокировка его мо- ЗО жет быть снята только после устранения причин неисправности.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении потребляемой мощности и улучшении массогабаритных показателей. Так, например, при использовании предлагаемого устройства для управления шестифазным шаговым двигателем (ток фазы 3 А,напря- 4О жение питания 48 В) потребляемая мощность в сравнении с известным снижается не менее чем íà 15 Вт.

Достоинством канала управления в предлагаемом устройстве является 4> простота реализации и надежное функционирование. Индуктивный датчик перепада тока в фазе представляет собой около десяти витков изолированного провода, намотанного в удобном месте вокруг силовой шины, соединяюСоставитель В.Анфимов

Техред N.Äèäûê щей выход усилителя мощности с соответствующей фазой двигателя, Сигнал, выдаваемый датчиком при переключении тока в фазе, представляет собой в данном случае игольчатый импульс длительностью около I мкс, амплитудой около 400 мВ и по амплитуде не менее чем в пять раз превышает сигналы, обусловленные вэаимоиндукцией при переключении тока в соседних фаsax.

Этот сигнал легко выделяется и формируется с помощью формирователя импульсов, выполненного, например, на компараторе, выходной сигнал которого при напряжении питания +5 В можно непосредственно подавать на вход микросхем.

Формула изобретения

Устройство для управления m-фаз" ным шаговым двигателем, содержащее шину тактовых импульсов, m-канальный распределитель импульсов, (тп+1 )входовой элемент И и каналы управления по числу фаз, каждый из которых включает в себя соединенный с выходом распределителя усилитель мощности, элемент индикации и элемент ИСК-ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с входом усилителя мощности, а выход подключен к элементу ин35 дикации и одному из m входов (m+1 )Q входового элемента И, (m+1)-й вход которого соединен с ниной тактовых импульсов, а выход — с тактовым входом распределителя импульсов, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД путем снижения потребляемой мощности, в каждый канал управления введены индуктивный датчик перепада тока в фазе двигателя, формирователь импульсов и триггер, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а счетный вход подключен к выходу формирователя импульсов, соединенного входом с индуктивным датчиком перепада тока в фазе двигателя.

Корректор,В.Романенко

Редактор Н.Яцола с

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7300/54 Тираж 548 Подписное

ВНИИЩ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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