Электропривод с устройством обнаружения отказов

 

Использование: системы управления шаговыми двигателями с любым числом фаз и любым режимом коммутации. Сущность: в электропривод введена вторая шина выбора режима коммутации, подключенная к дополнительному входу блока управления коммутацией фаз, третий элемент ИЛИ, выходом соединенный с третьими входами элементов ИЛИ, а входами - с выходами элементов И. В процессе работы устройство обнуления отказов перенастраивается и привод переключается на новый режим работы с приходом очередного тактирующего импульса без остановки шагового двигателя. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:.„, -.---.-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819511/07 (22) 24,04.90 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И.Ленина (72) В.В.Нижников, В.Д,Телегин, И.Н.Рудой и В.И.Лакизо (56) Авторское свидетельство СССР

N 1511843, кл. Н 02 Р 8/00, 1989.

Авторское свидетельство СССР

Гч. 1640811, кл. Н 02 Р 8/00, 1989, (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С УСТРОЙСТВОМ

ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКАЗОВ

Изобретение относится к электротехнике, в частности. к управлению элеКтрическими машинами и может быть использовано в системах управления шаговыми двигателями с любым числом фаз и любым режимом коммутации при повышенных требованиях к надежности функционирования электропривода, Известно устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе, снабженном коммутатором фаз и подключенными к нему шинами включения двигателя, тактовых импульсов и реверса, содержащее блок синхронизации, кольцевой реверсивный сдвиговый регистр, блок сравнения кодов, триггер, элемент ИЛИ и одновибратор, выход которого подключен к входу разрешения записи кольцевого реверсивного сдвигового регистра, вход реверса которого связан с шиной реверса, а разрядные входы записи объединены с первыми входами бло„„5U„„1781811 А1

3 ил. ка сравнения кодов и подключены к выходам коммутатора фаз.

Недостатком данного устройства являются ограниченные эксплуатационные воможности, Устройство не обеспечивает контроль шагового электропривода при несимметричных режимах коммутации обмоток шагового двигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является электропривод с устройством обнаружения отказов, содержащий шаговый электродвигатель, блок управления коммутацией, фаз, к входам которого подключены шины включения шагового двигателя, шийы тактовых импульсов, реверса и первая шина выбора режима коммутации, устройство обнаружения отказов составлено из блока синхронизации, первого и второго триггеров, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, четырех элементов И, двух

1781811 элементов ИЛИ с объединенными первыми входами, первого и второго кольцевых реверсивных сдвиговых регистров. одновибратора, мультиплексора и блока сравнения кодов, выход которого соединен с входом блокировки управления, первая группа входов блока сравнения подключена к выходам блока управления коммутацией фаз и объединена с разрядными входами записи пер10 ваго кольцевого реверсивного сдвигового регистра, вход разрешения записи которого связан с выходом одновибратора и объединен с входом разрешения записи второго кольцевого реверсивного сдвигового реги15 стра, разрядные входы записи которого подключены со сдвигом на один разряд к и объединен с информационным входом

20 первого триггера, входом реверса первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, тактовый вход которого объединен с первыми входами первого и второго элементов И, тактовым входом второго триггера и подключен к импульсному выходу блока синхронизации, первый вход кото25

30 рого объединен с входом одновибратора и связан с шиной включения двигателя, второй вход соединен с шиной тактовых импульсов, а потенциальный выход соединен с входом стробирования блока сравнения

35 кодов. вторые входы сравнения которого подключены к выходам мультиплексора, первые и вторые входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго кольцевых реверсивных сдвиговых ре40 гистров, адресный вход объединен с первым входом третьего элемента И и подключен к прямому выходу второго триггера, инверсныйй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И.

Недостатком известного устройства являются низки» надежность и быстродействие, B общем случае переход с одного режима коммутации, к примеру, с несимметричного на симметричный и обратно ли50 бо с одного симметричного режима на другой симметричный осуществляется в известном устройстве путем подачи потенциального сигнала низкого уровня на шину включения двигателя с обесточиванием ша55 гового двигателя и последующей установкой шаговОго электропривода и устройства в исходное состояние с целью записи данных о нойом режиме коммутации, Наряду с вынужденными непроизводительными остановами шагового электропривода при певыходам блока управления коммутацией фаз, вход реверса связан с шиной реверса реключениях режимов коммутации и последующей установке в исходное состояние имеет место и потеря информации о положении ротора шагового двигателя, т.к. последний может быть обесточен в любой момент времени с блокировкой блока управления коммутацией фаз. т,е, со сбросом его в исходное состояние. Кроме того, в ряде случаев обесточивание обмоток шагового двигателя, неизбежное при переключении режимов коммутации в известном устройстве, не допускается в процессе отработки перемещений по технологическим и иным причинам, например, из-за возможности неуправляемого перемещения объекта под действием силы тяжести либо иных действующих в механической части электропривода усилий.

Цель изобретения состоит в повышении надежности и быстродействия путем переключения режимов коммутации без остановов шагового,электропривода.

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод с устройством обнаружения отказов, содержащий tUBI QBbIA электродвигатель, блок управления коммутацией фаз, к входам .которого подключены шина включения шагувого электродвигателя, шины тактовых импульсов, реверса и первая выбора режима коммутации, устройство обнаружения отказов составлено из блока синхронизации, первого и второго триггеров, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, четы- рех элементов И. двух элементов ИЛИ с обьединенными первыми входами, первого и второго кольцевых реверсивных сдвиговых регистров, одновибратора, мультиплексора и блока сравнения кодов, выход которого соединен с входом блокировки блока управления, первая группа входов блока сравнения подключена к выходам блока управления коммутацией фаз и обье. динена с разрядными входами записи первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра, вход разрешения записи которого связан с выходом одновибратора и объединен с входом разрешения записи второго кольцевого реверсивного сдвигового регистра, разрядные входы записи которого подключены со сдвигом на один разряд к выходам блока управления коммутацией фаз, вход реверса связан с шиной реверса и обьединен с информационным входом первого триггера, входом реверса первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, тактовый вход которого объединен с первыми входами первого и второго элементов И, тактовым входом второго триггера и подключен к ймпульсному выходу блока

1781811 синхронизации, первый вход которого обь- нами выбора режима коммутации ("режим единен с входом одновибратора и связан с 1" и "режим 2"), подключенными ко входам шиной включения двигателя, второй вход блока 6 управления коммутацией фаз. выхосоединен с шиной тактовых импульсов, а ды которого связаны с соответствующими потенциальный выход соединен с входом 5 фазами шагового двигателя 7, устройство стробирования блока сравнения кодов, вто- обнаружения отказов состоит-из блока 8 рые входы сравнения которого подключейы синхронизации, первого 9 и второго 10 кольк выходам мультиплексора, первые и вто- .цевых реверсивных сдвиговых регистров, рые входы которого соединены с выходами первого 11, второго 12, третьего 13 и четверсоответственно первого и второго; кольце- 10 того 14 элементов И, первого 15, второго 16 вых реверсивных сдвиговых регистров, ад- итретьего17элементов ИЛИ, одновйбраторесный вход объединен с первым входом. ра 18. блока 19 сравнения кодов, элемента третьего элемента И и подключен к йрямому: ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, первого 21 и втовыходу второго триггера, инверсный выход рого 22 триггеров и мультиплексора 23, адкоторогосоединен с первымвходомчетвер- 15 ресный вход которого (А) подключен к того элемента И, дополнительно введены:прямому выходу второго триггера 22. первторая шина выбора режима коммутации, вые(1) и вторые(2) входы мультйплексора23 подключенная к дополнительному входу соединены с выходами соответственно перблока управления коммутацией фаз, устрой- вого 9 и второго 10 кольцевых реверсивных ство обнаружения отказов снабжено треть- 20 сдвиговых регистров, входы реверса кото- им элементом ИЛИ, а второй триггер рых подключены к шине 3 реверса, входы указанного устройства выполнен в виде JK- разрешения записи (Е) соединены с выхотриггера, прямой и инверсный выходы кото-": дом одновибратора 18, входы сдвига(С) подрого соединены со вторыми входами ключеныквыходамсоответственнопервого соответственно первого и второго элемен- 25. 11 и второго 12 элементов И, первые входы тов ИЛИ,объединенные первые входы кото- . - которых объединены с тактовыми входами рых подключены к выходу элемента перeoãî21ивторого22триггеровиподклюИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. третьи входй объе=,: чены к импульсному выходу блока 8 синхродинены и связаны с выходом третьего эле-- низации, вторые входы соединены с мента ИЛИ, входы которого соедийены с 30 выходами соответственно первого 15 и втовыходамй третьего и четвертого элементов рого 16 элементов ИЛИ, первые входы котоИ, вторые входы которых соответственно рых обьединены и связаны с выходом подключены к первой и второй шинам выбо-, . . элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, перра режима коммутации и объединены с К- и. вый вход которого объединен.с информациЗ-входамивтороготриггера, входустановки 35 онным входом первого-триггера 21 и в нулевое состояние которого подключен к" подключен к шине 3 реверса, второй вход выходу одновибратора и объединен с sxo- . соединен с инверсным выходом первого дом установки в единичное состояние пер-,триггера 21, вход установки в единичное ваго триггера и четвертыми входами: состояние которогообъединен с входомуспервого и второго элементов ИЛИ, выходы 40 тайовки в нулевое, состояние второго триг- которых соединены со вторыми входами со- гера 22, прямой и инверсный выходы ответственно первого и второго элементов которого подключены соответственно к перИ, выходы которых подключены к входам вым входамтретьего 13 и четвертого 14 элесдвига соответственно первого и второго ментов И, а также к вторым входам первого кольцевых реверсивных сдвиговых регист- 45 15 и второго 16 элементов ИЛИ, третьи вхоров, ды которых объединены и связаны с выхоНа фиг. 1 представлена функциональ- дом третьего элемейта ИЛИ 17, входы ная схема электропривода с устройством которого соединены с выходами третьего 13 обнаружения отказов; на фиг. 2 приведены и четвертого 14 элементов И, вторые входы эпюры напряжений в узловых точках схемы 50 которых соответственно подключены к перна выходах элементов и входных шинах, по- вой 4 и второй 5 шинам выбора режима зиционные обозначения которых согласно коммутации и объединены с К- и J-входами фиг. 1 указаны в скобках рядом с порядко- второго триггера 22,.вход установки в нулевым номером каждой эпюры напряжений, а вое состояние которого обьединен с четверна фиг, 3 изображена схема блока сравне- 55 тыми входами первого 15 и второго 16 ния кодов, элементов ИЛИ и подключен к выходу одноЭлектропривод с устройством обнару- вибратора 18, вход которого подключен к жения отказов содержит шины 1 включения шине 1 включения двигателя и объединен с двигателя("вкл. ШД"), 2 тактовых импульсов первым входом блока 8 синхронизации, вто("такт"), 3 реверса, первой . и второй 5 ши- рой вход которого связан с шиной 2 такто1781811 вых импульсов, а потенциальный выход соединен с входом стробирования блока 19 сравнения кодов, выход которого подключен к входу блокировки блока 6 управления коммутацией фаз, первые входы (А) сравнения подключены к соответствующим выходам блока 6 и соединены с разрядными входами записи первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра 9, первый разрядный вход записи второго кольцевого реверсивного сдвигового регистра 10 подключен к шине Еп высокого потенциала, а к второму и последующим разрядным входам записи этого регистра подключены со сдвигом на один разряд вправо соответствующие разрядные входы записи первого регистра 9 (т,е. первый ко второму и т,д., зэ исключением последнего входа записи первого регистра 8, подключенного к общей шине), вторые входы (B) сравнения блока 19 сравнения кодов соединены с выходами мультиплексора. 23. Блок 19 сравнения кодов (см. фиг. 3) может быть выполнен на одном базовом элементе 24 сравнения кодов, элементе 3 ИЛИ-НЕ 25 со стробированием и элементах ИЛИ-НЕ 26 и И 27 с числом входов, равным числу фазных обмоток шагового двигателя, Входы элементов

ИЛИ-НЕ 26 и И 27 обьединены при этом попарно между собой и связаны с первыми входами А сравнения элемента 24 сравнения кодов, подключенными к выходам блока

6, вторые входы В элемента сравнения кодов соединены с выходами мультиплексора

23, выходы элемента 24 сравйения кодов, элемейтов ИЛИ-НЕ 26 и И 27 подключены ко входам элемента 3 ИЛИ-НЕ 25 со стробированием, вход стробироваийя которого связан с потенциальным выходом блока 8 синхронизации, а выход подключен к входу блокировки блока 6. Вход блокировки может быть организован путем объединения его по ИЛИ с входом блока 6, подключенным к шине 1 включения двигателя.Блок 8 синхронизации состоит из элемента 2 ИЛИ. двух последовательйо соединенных одиовибраторов и RS-триггера, прямой выход которого является потенциальным выходом блока 8. установочные входы подключены к выходу второго одновибратора и выходу элемента 2 ИЛИ, связанному также с входом первого одновибратора, выход которого является импульсным выходом блока 8, первым и вторым входами которого являются входы элемента 2 ИЛИ, работающего в инверсной логике.

Первый 11 и второй 12 элементы И, а также первый 15 и второй 16 элементы ИЛИ описываемого ниже конкретного варианта

20 исполнения устройства работают в инверсной логике, в то время как третий 13, четвертый 14 элементы И и третий элемент ИЛИ

17, а также входящие в состав блока 19 элемент 3 ИЛИ со стробированием, элемент

ИЛИ-HE 26 и элемент И 27 являются элементами положительной логики.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени Т1 (фиг, 2) при запитывании устройства и шагового электропривода на шину 1 включения двигателя (эпюра 24) подается сигнал низкого уровня. обеспечивающий блокировку блока

6 управления коммутацией фаз с обесточиванием обмоток шагового двигателя 7. Поступая одновременно на первый вход блока

8 синхронизации, сигнал низкого уровня с шины 1 обуславливает появление на потенциальном выходе блока 8 синхронизации сигнала низкого уровня (эпюра 25), блокирующего работу блока 19 сравнения кодов с установлением на его выходе сигнала высокого уровня, который является сигналом от-25 сутствия отказа, не препятствующим работе. блока 6, На шину 3 реверса (эпюра 26), первую 4 и вторую 5 шины выбора режима коммутации при начальной установке устройства и

30 шагового электропривода также подаются потенциальные сигналы, посредством которых задаются соответственно направление вращения (к примеру, вправо при высоком уровне сигнала на шине 3 реверса) и требу35 емый режйм коммутации обмоток шагового двигателя 7. При задании, например, несимметричного режима коммутации на первую

4 и вторую 5 шины выбора режима коммутации подаются потенциальные сигналы вы40 coxoro уровня (логические единицы), После подготовки устройства к работе на шину 1 включения двигателя в момент времени Т2 подается потенциальный сигналвысокого уровня (эпюра 24), разрешающий

45 работу блока 6, который устайавливается в исходное. состояние, обеспечивая при этом и определенное коммутационное состояние шагового двигателя, к примеру, включение в случае четырехфазного шагового двигате50 ля первой его фазной обмотки, соответствующее кодовой комбинации 1000 (1-фазная обмотка включена, О-обесточена)..

По перепаду сигнала на шине 1 включения двигателя, т.е, по его переходу из 0 в 1

55 в момент времени Т2 запускаются одновибратор 18 и блок 8 синхронизации. Одновибратор 18 вырабатывает после запуска (эпюра 27) отрицательный синхроимпульс, устанавливающий первый 21 (эпюра 28, инверсный выход) и второй 22 (эпюра 29, пря1781811

10 мой выход) триггеры соответственно в единичное и нулевое состояние(либо эти состояния подтверждаются), Этот же импульс одновременно является сигналом разрешения параллельной записи и поступает на . входы разрешения записи первого 9 и второго 10 кольцевых реверсивных сдвиговых регистров, Во время его действия с импульсного выхода блока 8 синхронизации, также запускаемого в момент времени 72 по перепаду сигнала на шине 1, на тактовые входы первого 21 и второго 22 триггеров, а также на первые входы первого 11 и второго 12 элементов И поступает более короткий от.рицательный импульс (эпюра 30), длительность которого определяется временем, необходимым для завершения переходных процессов в блоке 6 и фазных обмотках шагового двигателя 7 при установке исходного коммутационного состояния.

Во время действия выходного импульса одновибратора 18, поступающего на четвертые входы первого 15 и.второго 16 элементов ИЛИ, на выходах этих элементов независимо от состояния остальных входов присутствуют сигналы низкого уровня, разрешающие прохождение отрицательного импульса с импульсного выхода блока 8 син хронизации через первый 11 и второй 12 элементы И (эпюры 31 и 32 соответственно) на входы сдвига первого 9 и второго 10 кольцевых реверсивных сдвиговых регистров. По окончании этого импульса в момент времени 73 данные, присутствующие на разрядных входах записи первого 9 и второго 10 регистров, т.е. кодовые комбинации

1000 и 1100 соответственно; записываются в регистры 9 и 10, в то время как первый 21 и второй 22 триггеры не меняют своих состояний, оставаясь зажатыми по установочным входам сигналом с выхода одновибратора 18. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 (эпюра 33) при этом поддерживается сигнал высокого уровня, поступающий на первые входы первого 15 и второго 16 элементов ИЛИ, На втором, третьем и четвертом входах второго элемента ИЛИ 16 после окончания импульса с выхода одновибратора 18 в момент времени

74 в вышеуказанных условиях (движение вправо, несимметричный режим коммутации) также поддерживаются сигналы высокого уровня, поступающим на его второй вход с выхода второго элемента ИЛИ 16, в то время как первый элемент И 11 продолжает оставаться открытым, тэк как на второй вход первого элемента ИЛИ 15 поступает сигнал низкого уровня с прямого выхода второго триггера 22 (эпюра 29), Этот же сигнал подается и на адресный вход мультиплексора 23. обуславливая прохождение через мультиплексор данных с выхода первого регистра 9 на вторые входы сравнения (В) блока сравнения кодов, нэ первых входах сравнения (А) которого уже присутствует кодовая комбинация (1000), соответствующая исходному коммутационному состоянию Шагового двигателя 7, однако сам блок 19 все еще заперт сигналом

10 низкого уровня, поступающим нэ его вход стробирования с потенциального выхода блока 8 синхронизации. Снятие строба происходит в момент времени 75 (эпюра 25) с некоторой временной задержкой, необхо15 димой для завершения перехоДных процессов в первом 9 и втором 10 регистрах при записи или сдвйге данньи, à tàêæå в блоке

19 сравнения кодов.

Равенство кодов на первом (А) и втором (В) входах сравнения блока 19 после снятия

20 сутствие отказа в работе шагового электропривода после его устайовки в исходное состояние вплоть до подачи тактового импульса, 30

При подаче отрицательного тактового импульса s момент времени 76 (эпюра 34) комбинация сигналов на выходах блока 6 изменяется соответственно заданному несимметричному режиму коммутации с до

35 пол нител ьн ым включением второй фаз ной обмотки двигателя 7 (1100), обуславливая отработку шага вправо, Одновременно по началу тактового имг ульса, т.е. по егО пере- паду из 1 в 0 на потенциальном. выходе бло40 ка 8 синхронизации выставляется строб, блокирующий работу блока l9 сравнения кодов с поддержанием на его выходе сигнала высокого уровня. По окончании тактового импульса в момент врЕмени 77 на импульсном выходе блока 8 синхронизации (эпюра

30) начинается формирование отрицательного синхроимпульсй, кбтбрый проходит через открытый первый элемент И 11 на вход сдвига первого регистра 9; обуславливая в момент времени 78 своим окончанием сдвиг

50 записанных в первом регистре 9 данных вправо и появлеййе кодовой комбинации

0100 на его выходе, По этому же перепаду синхроимпульса подтверждается состояние

55 первого триггера 21 (эпюра 28), в то время как работающий в счетном режиме второй триггер 22 (эпюра 29) перебрасывается в единичное состояние, что приводит к блокировке первого элемента И 11 и разр4шению прохождения отрицательных импульсов честроба в момент времени 75 при отсутствии кодовых комбинаций (0000) и (1111) на первом входе блока 19 обуславливает сохранение сигнала высокого уровня íà выходе

25 устройства и тем самым подтзерждает от1781811

12 рез второй элемент И 12, на второй вход которого через второй элемент ИЛИ 16 поступает разрешающий сигнал низкого уровня с инверсного выхода второго триггера 22, На адресный вход мультиплексора 23 пр« этом подается сигнал высокого уровня, обуславливающий прохождение на вторые входы (В) сравнения блока 19 данных с выхода второго регистра 10, т,е. кодовой комбинации 1100, уже присутствующей при штатной работе шагового электропривода на первых входах (А) сравнения блока 19.

Тем самым на выходе блока 19 после завершения переходных процессов и снятия строба в момент времени Т9 по сигналу с потенциального выхода блока 8 синхронизации (эпюра 25) продолжает поддерживаться сигнал отсутствия отказа, разрешающий работу блока 6 управления коммутацией фаз.

После подачи очередного тактового импульса в момент времени Т10 вышеописанный цикл повторяется с той лишь разницей, что синхроимпульс с импульсого выхода блока 8 синхронизации приходит через открытый второй элемент И 12 (эпюра 32) на вход сдвига второго регистра 10, обуславливая своим окончанием сдвиг записанных в этом регистре данных и появление кодовой комбинации 0110 на его выходе, в то время как на вторые входы сравнения блока 19 поступает кодовая комбинация 0100 с выхода первого регистра 9, соответствующая информации на первых входах сравнения блока 19 прй штатной работе шагового электропривода. По каждому тактовому импульсу происходит таким образом сдвиг кодовой комбинации в одном из регистров (формирование следующего заданного коммутационного состояния) и сравнение содержимого второго из регистров, равного при штатной работе шагового электропривода фактическому состоянию последнего после прохождения тактового импульса и завершения переходных процессов, При изменении направления движения путем подачи сигнала низкого уровня на шину 3 реверса и задания тем самым движения влево, к примеру, в момент времени Т11 (эпюра 26) уровни сигналов на входах эле. мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ становятся одинаковыми и сигнал низкого уровня с выхода этого элемента (эпюра 33, момент времени Т11), поступая на первые входы первого 15 и второго 16 элементов ИЛИ, подтверждает открытое состояние одного из элементов 11, 12 и снимает запрет на прохождение через второй из этих элементов (эпюры 31 и 32) отрицательного сихроимпульса, формируемого на импульсном

10

15 сравнения блока 19 при штатной работе шагового электропривода в режиме реверса.

55 выходе блока 8 синхронизации в момент времени Т12 по очередному тактовому импульсу, обусловившему после подачи сигнала реверса отработку шага в обратном направлении, т. е. влево, По окончании синхроимпульса в момент времени Т13 данные в обоих регистрах 9 и

10 одновременно сдвигаются в обратном направлении, второй триггер 22 (эпюра 29) переключается (к примеру, в единичное состояние) и на сравнение с выходов соответствующего регистра выдается сдвинутая влево кодовая комбинация, совпадающая с кодовой комбинацией на первых входах

Окончанием синхроимпульса в первый триггер 21 (эпюра 28) записывается сигнал низкого уровня с шины 3 реверса и нэ выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 восстанавливается сигнал высокого уровня (эпюра

33, момент времени T13). Тем самым при подаче последующих тактовых импульсов первый 11 и второй 12 элементы И вновь открываются и запираются поочередно и устройство работает аналогично вышеописанному, При необходимости перехода на один из симметричных режимов работы, информация о котором записана, к примеру, во втором регистре 10, на первую шину 4 выбора режима коммутации в момент времени

Т14 без отключения шагового электропривода подают потенциальный сигнал низкого уровня, поступающий на К вЂ” вход второго триггера 22 и второй вход третьего элемента

И 13, работающего в положительной логике (равно как элемент И 14, а также элемент

ИЛИ 17). Если к этому моменту времени второй триггер 22 находится в нулевом состоянии, то высокий уровень сигнала на выходе третьего элемента ИЛИ 17 (эпюра 35) сохранится, так как на оба входа четвертого элемента И 14 поступают сигналы высокого уровня, После прохождения очередного тактового импульса коммутационное состояние шагового двигателя 7 при штатной работе будет соответствовать кодовой комбинации на выходе второго регистра 10, выдаваемой на сравнение после установки второго триггера 22 в единичное состояние окончанием синхроимпульса в момент времени Т15. В этот же момент времени на первом входе четвертого элемента И 14 устанавливается сигнал низкого уровня, что ведет к появлению сигнала низкого уровня на выходе третьего элемента ИЛИ 17 и тем самым к деблокированию первого элемента

И 11. После прохождения очередного тактового импульса и изменения коммутационно13

1781811 го состояния шагового двигателя 7 соответ- ботает аналогично вышеописанному, При ственно задаййому симметричйбМfôåÆéìó -любомотклоненииoTзаданногокоммутацикоммутации (12-23-34-41-12... в случае четы- он ого состояния, к примеру наличии нерехфазногодвигателя)синхроимпульс,фор- включенной фазной обмотки двигателя, мируемый блоком 8 синхронизации 5 котораядолжнабытьвключена,принештатаналогично вышеописанному(эпюра30, мо- . ном обесточивании либо закорачивании на мент времени Т16), не изменит единичное шину питания нескольких либо всех фазных состояние второго триггера 22, но обусло-: обмоток как при движении, так и в режиме витсинхронныйсдвигкодовыхкомбинаций, стоянки кодовые комбинации на первых и записанных в первом 9 и втором 10 регист- 10 вторых входах сравнения блока 19 будут рах, причемнасравнениевновьбудетвыда- отличаться друг от друга и после снятия но содержимое второго регистра 10, строба на выходе устройства появится сигсоответствующее коммутационному состоя- нал низкого уровня, т.е, сигйал отказа, блонию шагового двигателя при отсутствии кйрующйй шаговый электропривод и сбоев в работе последнего. Благодаря нали- 15 используемый, к примеру, для аварийной чию сигнала низкого уровня на выходе сигнализации. третьего элемента ИЛИ 17 синхронный Таким образом; предлагаемый электросдвиг данных в обоих регистрах выполняет- привод с устройством обнаружения отказов ся по каждому синхроимпульсу, На сравне- обладает более высокими надежностью и ниеприэтом,однако, выдаетсясодержимое 20 быстродействием в сравнении с известным только второго регистра 10, в то время как техническим решением, обеспечивая пересдвиг данных в первом регистре 9 обеспе- ход с одного режима коммутации на другой чивает возможность перехода на симмет- (в т,ч, с несимметричного на один из симметричный режим коммутации, информация о ричных и наоборот) в любой момент времекотором записана в этом регистре. либо воз- 25 ни без останова и обесточивания шагового можность возврата на несимметричный ре- злектропривода, а также последующей его жим коммутации в любой требуемый установки в исходное состояние, что осомомент времени без отключения шагового бенно важно при отработке перемещений электропривода. При переходе на симмет- на различных режимах с повышеннымитреричный режим коммутации, контролируе- 30 бованиями к быстродействию всей системы мый с помощью первого регистра 9 в целом, (1-2-3-4-1... в случае четырехфазного двигателя), на вторуюшину5выбора режима ком-,, Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я мутации подается сигнал низкого уровня Электропривод с устройством обнарупри сигнале высокого уровня на первом ши- 35 женил отказов, содержащий шаговый элекне 4 выбора режима коммутации. В этом тродвигатель, блок управления коммутаслучае после прохождения очередного так- цией фаз, к входам которого подключены тового импульса и соответствующего ему шина включения шагового электродвигатесинхроимпульса второй триггер 22 устано- ля, шины тактовых, импульсов и реверса, вится в нулевое состояние(либо это состоя- 40 первая шина выбора режима коммутации, ние будет подтверждено), обеспечивая в. устройство обнаружения отказов составледальнейшем выдачу на сравнение содержи- но из блока синхронизации, первого и втомого только первого регйстра 9 при синх- роготриггеров,элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ронном сдвиге данных во втором регистре - ИЛИ, четырех элементов И, двух элементов

10. Возврат на несимметричный режим ком- 45 ИЛИ с объединенными первыми входами; мутации происходит при подаче потейци- первого и второго кольцевых реверсивных ального сигнала высокого уровня "на обе сдвиговых регистров, одновибратора, мульшины выбора режима коммутации. типлексора и блока сравнения кодов, выход

Если при переходе на симметричный которого соединен с входом блокировки режим коммутации второй триггер 2 уже 50 блока управления, первая группа входов находится втребуемомдля данного режима блока сравнейия подключена к выходам состоянии, к примеру, в единичном в мо- блокауправленияиобъединенасразряднымент времени Т14, то сигнал низкого уровня ми входами записи первого кольцевого рена выходе третьего элемента ИЛИ 17 появ- версивного сдвигового регистра, вход . ляется сразу же после задания данного ре- 55 разрешения записи которого связан с выхожима(соответствующие ситуации отражены дом одновибратора и объединен с входом на эп юрах 29. 32 и 35 штриховыми линиями), разрешения записй второго кольцевого реобуславливая синхронный сдвиг данных в версивного сдвигового регистра, разрядные обоих регистрах 9 и 10 по первому же синх- входы записи которого подключены со сдвироимпульсу. В дальнейшем устройство ра- гом на один разряд к выходам блока управ1781811

15

5

1 ления коммутацией фаз, вход реверса связан с шиной реверса и объединен с информационным входом первого триггера, входом реверса первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра и первым вхо- 5 дом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ. ИЛИ, второй вход которого соединен с инверснйм выходом первого триггера, тактовый вход которого обьединен с первыми входами первого и второго элементов И, тактовым 10 входом второго триггера и подключен к импульсному выходу блока синхронизации, первый вход которого объединен с входом одновибратора и связан с шиной включения двигателя, второй вход соединен с шиной 15 тактовых импульсов, а потенциальный выход соединен с входом стробирования блока- Сравйейия кодов, вторые входы сравнения которого подключены к выходам мультиплексора, первые и вторые входы ко- 20 торого соединены с выходами соответственно первого и второго кольцевых реверсивных сдвиговых регистров, адресный вход объединен с первым входом третьего элемента И и подключен к прямому 25 выходу второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, отличающийся тем, что; с целью повышения надежности и быстродействия путем переключения режимов 30 коммутации без остановов шагового электропривода, электропривод снабжен второй шиной выбора режима коммутации, подключенной к дополнительному входу блока управления коммутацией фаз, устройство обнаружения"отказов снабжено третьим элементом ИЛИ, а второй триггер указанного устройства выполнен в виде 3К-триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, объединенные первые входы которых подключены к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третьи входы объединены и связаны с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к первой и второй шинам выбора режима коммутации и объединены с К- и Jвходами второго триггера, вход установки в нулевое состояние которого подключен к выходу одновибратора и объединен с входом установки в единичное состояние первого трйггера и четвертыми входами первого и вто-. рого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к входам сдвига соответственно первого и второго кольцевых реверсивных сдвиговых регистров.

1781811 тл 7

29(1

26 (5

2 7(1

И г

Л(22)

me ) 1781811, гррцЬенм фд УГ МЗ

Составитель B.Hèæíèêîâ

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор Н,Коляда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5