Устройство управления шаговым двигателем — SU 1663737 (original) (raw)
/О 51)5 Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРС рвич,АГОотехнии двигаширение ем контностей. ГОСУДАРСТВ Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1372586, кл, Н 02 Р 8/00; 1988.Авторское свидетельство СССРМ 1111246, кл, Н 02 Р 8/00, 1984,(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электрке, а именно к управлению шаговымтелями. Цель изобретения - расфункциональных возможностей путроля большего числа типов неисправ Ы 1663737 А 1 Устройство в каждом канале содержит первый 7 и второй 8 ключи, подключающие через первый датчик 14 тока фазу двигателя 9 к шинам 10, 11 источника питания, два диода 12, 13, второй датчик 15 тока, суммирующий усилитель 16 и регулятор 17 тока, э также общие для пары каналов, работающих в противофазе, компэраторы нижнего уровня 20 и верхнего уровня 19, суммирующие резисторы 21 и 22 и общие для всех каналов управления элемент ИЛИ 23 и источник 18 сигналов управления. Сигналы тока с фаз двигателей, работающих в противофазе, складываются и сравниваются с пороговыми значениями, что позволяет контролировать неисправности устройства, приводящие к изменению величины и формы тока в обмотках шагового двигателя. 3 ил.Изобретение относится к управлению .электрическими машинами и может бытьиспользовано в дискретном электроприводе с контролем неисправностей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем контролябольшего числа видов неисправностей,На фиг,1 приведена функциональнаясхема устройства применительно к четырехфазному двигателю; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы электрических сигналов,,1 оясняющие работу устройства,Устройство содержит каналы 1 - 4 усилителя и блок 5 обнаружения отказов, включающий в себя каналы 6 по числу пар фаз, 15включаемых в противофазе.Каждый из каналов усилителя содержитпервый ключ 7, второй ключ 8, подключающие фазу двигателя 9 к положительному 10и отрицательному 11 полюсам. источника 20питания, первый 12 и второй 13 диоды, Второй ключ 8 и второй диод 13 соединены сотрицательным полюсом источника 11 питания через первый датчик 14 тока и второйдатчик 15 тока соответственно, С датчиками 2515 и 14 тока соединены соответственно инвертирующий и неинвертирующий входысуммирующего усилителя 16, выход суммирующего усилителя 16 соединен с вторымвходом регулятора 17 тока, выходы которого 30соединены с ключами 7 и 8, а первый входсоединен с первым выходом источника 18сигналов управления, общего для всех каналов усилителя, Каждый из двух каналов 6содержит компаратор 19 высокого уровня, 35компаратор 20 низкого уровня и два суммирующих резистора 21 и 22. Неинвертирующий вход компаратора 19 высокого уровняи инвертирующий вход компаратора 20 низкого уровня соединены вместе и через суммирующие резисторы 21 и 22 подключены квыходам суммирующих усилителей 16 двухканалов усилителя, работающих в противофазе, Выходы компараторов 19 и 20 соединены с входами схемы ИЛИ 23. 45Источник 18 сигналов управления формирует четыре синусоидальных сигнала управления О 1, О 2, Оз и О 4, сдвинутых по фазена 90 (фиг.2),О = Оо+ Оо зп (го 1+ ), (1) 50и может быть выполнен по известной схеме,состоящей из двоичного реверсивного счетчика и четырех подключенных к его выходампостоянных запоминающих устройств сцифроаналоговыми преобразователями на 55выходах.Четырехканальный усилитель работает в ключевом режиме, При открыванииключей 7 и 8 ток через фазы двигателя 9увеличивается, сигнал положительной полярности с датчика 14 тока О+ поступает на неинвертирующий вход суммирующего усилителя 16 и усиливается без инвертирования. Когда ключи 7 и 8 закрываются, открываются диоды 6 и 7, начинается спад тока в фазе двигателя 9; сигнал отрицательной полярности с датчика 15 тока О- поступает на инвертирующий вход суммирующего усилителя 16 и усиливается с инвертированием. На выходе суммирующего усилителя 16 формируется сигнал, соответствующий току в фазе двигателя (фиг,3).Регулятор 17 тока управляет ключами 7 и 8 так, чтобы форма и амплитуда тока в фазах двигателя 9, а значит, и напряжение на выходе суммирующего усилителя 16 соответствовали управляющему напряжению на входе регулятора 17 тока. Если это условие выполняется, то в точке соединения суммирующих резисторов 21 и 22 напряжение не изменяется во времени и определяется выражениемО -- Ро+ Оо зп вт+ О, +1+ Ооз 1 п(вт+ л)= О, (2)Если в результате выхода из строя одного из каналов усилителя форма или амплитуда тока в фазе двигателя 9 не соответствует заданной, то О становится отличным от Оо. При выполнении условияОоп.2ООоп,1 (3) на выходе всех компараторов имеется низкий уровень напряжения. Значения Ооп,1 и Ооп,2 выбирают исходя из максимально возможного допустимого несоответствия тока в фазе заданному.Если это несоответствие больше максимальнодопустимого, то условие (3) не выполняется и на выходе одного из компараторов 19 и 20, а значит, и на выходе схемы ИЛИ 23 появляется высокий уровень напряжения, свидетельствующий о неисправности усилителя.Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет контролировать отклонение величины и формы тока в фазах шагового двигателя в устройствах для управления шаговым Двигателем при любой кратности Дробления шага, Это позволяет диагностировать неисправности, связанные с изменением величины и формы тока, причины которых разнообразны и которые не приводят к потере видимой работоспособности, но ухудшают динамические и скоростные характеристики устройства, что приводит к потере точности позиционирования. Поэтому нецелесообразно использовать устройство в системах числового программного управления, графопострои 1663737телях, где необходимы высокая скорость иточность работы,Формула изобретения Устройство управления шаговым двигателем, содержащее блок обнаружения отказа, источник сигналов управления и многоканальный усилитель, каждый канал которого содержит регулятор тока, соединенный первым входом с соответствующим выходом источника сигналов управления, а выходами - с двумя ключевыми элементами, первый из которых соединяет вывод фазы двигателя с положительным полюсом источника питания, а второй - другой вывод фазы двигателя через первый датчик тока с отрицательным полюсом источника питания, первый диод, соединяющий один из выводов обмотки двигателя с положительным полюсом источника питания, второй диод, подключенный к другому выводу фазы двигателя, отл ича ю щееся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем контроля большего числа видов неисправностей, в каждый канал усилителя введен суммирующий усилитель и 5 второй датчик тока, соединяющий отрицательный полюс источника питания с вторым диодом и подключенный к инвертирующему входу суммирующего усилителя, к неинвертирующему входу которого подключен пер вый датчик тока, а блок обнаружения отказавключает в себя элемент ИЛИ и каналы по числу пар фаз, включаемых в противофазе, каждый из которых содержит по компаратору верхнего и нижнего уровня, выходы кото рых соединены с входами элемента ИЛИ,неинвертирующий вход компаратора верхнего уровня и инвертирующий вход компаратора нижнего уровня объединены и через одинаковые резисторы подключены к выхо дам суммирующих усилителей и к вторымвходам регуляторов тока соответствующих каналов усилителя.1663737 иг, Ю Составитель В,Алфимоведактор А.Маковская Техред М,Моргентал Корректор И,Муск аз 2273 Тираж 352 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужго гарина, 101