Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1979 года по МПК H02P8/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

1

Изобретение относится к области электротехники, а именно к управлению шаговыми двигателями и может 6bitb использовано, например, в системах цифрового программного управления металлорежуши ми станками.

Известно устройство для управления ша.говым двигателем, содержашее первый ключевой элемент, связывающий одну клемму фазы двигателя с источником постоянного тока -низкого уровня, второй ключевой элемент, связывающий вторую клемму фазы двигателя с источником постоянного тока высокого уровня и резистор обратной связи 1.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник управляющих сигналов, триггер, два предварительных усилителя, первый ключевой элемент, связывающий начало фазы двигателя с источником постоянного тока низкого уровня, второй ключевой элемент, связывающий конец фазы двигателя с источником постоянного тока высокого уровня, и резистор обратной связи 2.

Недостатком этих устройств является низкая надежность, обусловленная последовательным соединенней обоих ключевых элементов и фазы двйгатезГя ггрй отором выход из строя одного ключевого элемента приводит к выходу из строя другого ключевого элемента, что может вызвать повреждение обмоток щагового двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности устрой ства.

Это достигается тем, что в устройство

введены третий ключевой элемент, элементы И и ИЛИ, инвертор и дополнительные R-S-триггер и резистор обратной связи, включенный между-Вторым ключевым элементом и источником постоянного тока .высокого

уровня и подключенный ко входу третьего ключевого элемента, соединенного выходом с одним входом элемента ИЛИ, подключенного другим входом через инвертор ко входу второго ключевого элемента, а выходом - к R входу дополнительного Д-S-триггера, вход S которого соединен с выходом источника управляющих сигналов, а выход - с первым входом элемента И, связанного другим входом с быходом второго предварительного усилителя, а выходом - со входом первого ключевого элемента. Такое выполнение устройства обеспечивает автоматическое запирание ключевого элемента, коммутирующего фазу двигателя, при выходе из строя ключевого элемента, связывающего фазу двигателя с источником постоянного тока высокого уровня. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для одной фазы щагового двигателя, а на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на отдельных элементах. Устройство (фиг. 1) содержит дополнительный R-S-триггер 1, вход S которого подключен к источнику управляющих сигналов fy (на чертеже не показан), R-S-триггер 2, также подключенный входом S к источнику управляющих сигналов f«|, предварительные усилители 3, связывающие выход триггера 2 со входами второго ключевого элемента 4 и инвертора 5, и выход источника управляющих импульсов с одним из входов элемента И 6, подключенного вторым своим входом к выходу R-S-триггера 1, а выходом - ко входу первого ключевого элемента 7. Фаза двигателя 8 соединена последовательно с ключевыми элементами 4, 7 и резистором обратной связи 9 относительно источника постоянного тока высокого уровня EI и через диод 10 подключена одним концом к источнику постоянного тока низкого уровня ЕЬ, а вторым - через диод 1 1 к источнику высокого уровня Е). Между источником EI и ключевым элементом 4 включен второй резистор обратной связи 12, подключенный ко входу третьего ключевого элемента 13, связывающего источник высокого уровня Ei с одним из входов элемента ИЛИ 14. Второй вход элемента ИЛИ 14 соединен с выходом инвертора 5, а выход - со входом R триггера 1. Резистор обратной связи 9 подключен ко входу элемента сравнения 15, связанного своим выходом со входом R триггера 2. Устройство работает следующим образом. Сигнал управления fy (фиг. 2), поступающий с выхода источника сигналов, через триггер 2 и усилитель 3 включает ключ 4, а через усилитель 3 и элемент И б - ключ 7. При этом к фазе 8 шагового двигателя прикладывается напряжение Et высокого уровня, что обеспечивает ускорение процесса нарастания тока L (фиг. 2). При достижении током I значения, при котором срабатывает эле.мент сравнения 15 (U на фиг. 2) триггер 2 по входу R возвращается в исходное состояние, запирая ключ 4. (напряжение UK на входе ключа 4 показано на фиг. 2). После этого ток в фазе 8 протекает под действием источника низкого уровни Еа. При неисправности ключа 4 (пробое) сигнал с выхода ключа 13 (Ugn на фиг. 2) по длительности превысит сигнал с выхода инвертора 5 (UH на фиг. 2) и на выходе элемента ИЛИ 14 (UидJf на фиг. 2) появится нулевой «уровень, который переключит R-S- триггер 1. Триггер 1 (и.на фиг. 2) через элемент И б закроет ключ 7 и будет удерживать его в закрытом состоянии до устранения неисправности (сигнал UH. на входе ключа 7 показан на диаграмме фиг. 2). Запирание ключа, коммутирующего фазу двигателя, при пробое ключа, осуществляющего форсирование процесса нарастания фазного тока, исключает выход из строя как остальных элементов схемы, так и обмоток самого щагового двигателя, 4fO повышает надежность устройства в целом. Формула изобретения Устройство для управления щаговым двигателем, содержащее источник управляющих сигналов, триггер, два предварительных усилителя, первый ключевой элемент, связывающий начало фазы двигателя с источником постоянного тока низкого уровня, второй ключевой элемент, связывающий конец фазы двигателя с источником постоянного тока высокого уровня и резистор обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, введены третий ключевой элемент, элементы И и ИЛИ, инвертор и дополнительные R-S триггер и резистор обратной связи, включенный между вторым ключевым элементом и источником постоянного тока высокого уровня и подключенный ко входу третьего ключевого элемента, соединенного выходом с одним входом элемента ИЛИ, подключенного другим входом, через инвертор ко входу второго ключевого элемента, а выходом - к R входу дополнительного R-S триггера, вход S которого соединен с выходом источника управляющих сигналов, а выход - с первым входом элемента И, связанного другим входом с выходом второго предварительного усилителя, а выходом - со входом первого ключевого элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Saunier Christian. Lesmoteurs pas a pas et leuns technigues de commandes. «Electronet microeiectron. ind. 1973, № 172, 59-68. 2.Патент СССР № 505395, кл. Р 7/62, 1970.