Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем с резервированием Советский патент 1980 года по МПК H02P8/36 

(54) УСТРСЛСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХФАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С РЕЗЕРВИРСВАНИЕМ Изобретение относится к устройствам для управления четырехфазными шаговыми двигателями и может быть и::попьзовано в системах автоматики с днскретны электроприводом. Известны устр Лства для управления шаговым двигателем в одноканапьном пополнении, содержащие распределитель импульсе и усилители мощности CL Недостатке таких устройств является низкая надежность, обусловленная отсутс вием резервирования. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем с резервированием, содержащ основной и резервный каналы, включающие в себя распределитель импульсов и усилитель мощности, исполнительное реле чераз размыкающие контакты которого фазы двигателя, шунтированные диодами, связаны с усилителем мощности основног канала, а через замыкающие - с усилителем мсзщности резервного канала, и узел обнаружения неисправности канала pj. Однако в этом устройстве не контролируется соответствие коммутации фаз двигателя каждому входному импульсу уни тарного кода. Кроме того, на фазах гшигатеяя при их коммутации индуктивного характера нагрузки нет четкогю состояния логической единицы, а ее уровень сопровождается выбросами и провалами, что приводит к сбоям в работе узла обнаружения неисправности устройства и ложным переключениям на резервный канал . Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что узел обнаружения неисправности содержит трансформатор тока, формирователь импульсов сброса, элемент ИЛИ, интегратор, пороговый элемент и триггер, соединенный CBOrovi выходом через интегратор и порогс ый элемент с обмоткой исполнительного реле, первым входом - с входа373ми распредеп}тт-епей далиульсовэ а вторым с выходдал элемента ИЛИ, подключенного «ервым входом к вторичной обмотке транс форматора тока, первичная обмотка которо го включена Mmsjsy обними точками соеддненда фаз .тепя-н шунтирушщнж дио дов, а вторым к вмжоду формирова.теля импульсов сброс а На фиг, 1 яз€ ршкеиа функкиокагеьная .схема преднагаемта-о устройства, на фит. 2 - то же бпок прео6разо©ани:ж| на фиг 3 - осшшпограммы снгналоЕг Б . херактерных течках устройства Устройство (см 1) содержит оаспредепктепь 1 импульсов и четырехквнапькый усилитель 2 мощнск ти в «ЭСНОБ-ис:м канале - aHaTiorsfiHbic шл распределн- гель 3 и усилитель 4 в резервной язка- пе, шаговый эректродвитатель 5, иснольштедьное репа 6, 6;гок 7 преобразования: тр ацоформатор тока 8 и л.кодъ 9, oSpgc-ауь тцйе узел обнаружения: пет аправкссти кааа;та. Входы раопределЕтелей 1 « 3, а те.к;ж ЦерВЫЙ вход .бПОКа 7 СОС;ЛИН9Я1а с WliHOll упровпешш 10. Выходы распредегттачя , 1 соединены со входдал -y::njnjne.Tff. it, а зыкодьг распредепйтелк 3 - со Бходами п::ипитеда 4 ФазЫ,двигатапя 5 соеяике Пы размыкаюппгми коктактвми реяе в с 1р: 1к;одамй усипптепя 2, а зэмыкаюшими «. Q выкодами усияитепя 4,, Второй вход блока 7 соедшгенсо вторичной обмогкой грансформатора 8. а его выход - с эб;4 гкой реле 6., ПершиийЯ обмотка гронсформатора 8 вкпючека между точкой сое.омнения фае двигателя 5 с точкой соединетПШ подключенных Естречно к ФЕЗ«:.Д /ИЕгшатепя диодов 8. Блок 7 (см. фт% 2) г-кпсочйет в сетя. формироватепь 11 Ю ,11г;гяь;;ов cfJpocfij эпемеит ИЛИ 12 тр)Г-гер 13. интегрйтг/ 14 п порогОБЫЙ элемент 15, Первый вхо г ригтера 13 соеднкен с щипой 10, его второй Б1СОД -- с выходом элемента 12, а выход 4Spe-3 поспедоватеяько ооединеаныё интегратор 14, устройс7-зо 15 и гпину 16 е репе 6. Первый вход эяамен та 12 соединен со втортииой обмоткой грайгформатора 8, вторсй вход - с выхо дом формирователя 11, вход которого подсоединен к знаковой шине т№в. УстроЯство работает сяедуювлгод обра JM. При подаче nHxaHija блок 7 .-йгаает первоначальное вкдючени© ocKojS..lioro канала. В дальнейягем импупыз yn равления, предназначенный дяя поворота талй двнгатепя 5 на один шаг, нсдаетсл шш-гу 1О на входы распредепитепей 1 и 2, а также на первый вкод блока 7. РасгЕредепитель I через усилитель 2 осуществляет коммуташйо фаз двигателя 5, В отк11ючаеь«ой фазе .авкгатегаа 5 наводит- ся ЭДС сймойндукникг кс-торай замыкает-. ся чэрэз диод © данной фвэы и керввчную обмотку трансформатора тока 8. Выделен1-1ЫЙ Тгзким образом иглпульс на вторичной сбмотк© траисформатора 8, являюгшйся т иупшом реакции ДЕ игателя на входной йЗЛпуязьс уиреБления, подается на второй вход блока 7 Блок 7 яри подаче 1М0уяьса упр§впен1{й я спедующего за ншу{: импульса реакции обеспечивает обесточенЕ:ое оостгжнне репе 6, При отсутствнй вьшульса реакции двигатепя, что свидетельотвует об неисправности в основном KSitane, блок 7 вкяючает реяе 6, которое т-айов-итсй на caMo6vioKHpOBKy и переключает лвигатепя 5 с выходов усилигепя 2. ка вьходь усилителя 4. Блок 7, вьгаопненный но схеме, приведенкой на флг 2, работает следующим образам. При иодаче питания .фор лирова тшш 13. через элемент 12 подает импуя8У; сброса на второй вход трт-гера 13, устаназпивая его в исходное оост Х1ние, При этом потенциал на его выходе равен , интегратор 14 разряжен, элемент 13 и реле 6 ,юяе1гы, Имиупьс унра пеняя с шпны iO ( Ц на фиг..З) подается на пер&ый вход триггера 13, устан8в ЛЕшая его в состояние формирования отка- аа, ПрЕ этом на выходе триггера 13 уст,аиаэзпивается высокий потенциал {(Jjj на фйг, З). Интегратор 14 начинает заряжаться ( к а фш. З), По окончаний входного ш«{пульоа на второй вход триггера 13 скему 12 поступает им тупьс реакция двигателя (Ug на фигч 3), воз вращая: его в искодкое состояние. Hanpsi жение на выходе тригг ера 13 падает до нуля, интегратор 14 начинает разряжаться. Время заряда интегратора 14 до напряжения срабатывания элемента 15 (Uf на фиг,. З) больше длительности импульса управления. Это кскточает возможность включения репе 6 при исправном основном канапе устройства В случае отсутствия импульсов реакции в одной из фаз (третий HMiiyntiC на фиг. З) или в нескольких фазах тршгер 13 установится в исходное состояние через время, превышающее время заряда интегратора до напряжения срабатьюания элементе 15. Око срабатывает и включает реле 6 которое стано антся на-самоблокировку и переключает каналы. Псхзтоянная времени разряда интегратора намного больше его постоянной времени заряда и времени срабатывания репе. Это обеспечивает надежное срабатывание блока 7 и репе 6 при пропадании одного импульса реакции двигате ля. Наличие импульса реакции двигателя после подачи каждого управляющего импупьса унитарного кода является необходимым и достаточным условием контроля работоспособности основного канала устройства. Применение трансформатора тока Б общей цепи шунтирующих фазы двигателя встречно включенных диодов для получения импульсов реакции двигателя, а так же использование их для анализа в блоке преобразования совместно со входными импульсами управления по указанному тфинципу позволяет осуществить надежный контроль работы основного канала в динамике при сравнительно малых аппаратур.ffiiix затратах. Формула изобретения Устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем с резервированием, содержащее основной и резервный каналы, включающие в себя рас преде ли735 тель импульсов и усилитель мощности, испсмщитепьное реле, через размыкающие контакты которого фазы двигателя, шунтированные диодами, связары с уснлитело мсигности основного канала, а через замыкающие - с усилителем мошности резервного канала и узел обнаружениа ненсправности канала, отличающееся тем, что, с целью повышенгга надежности, узел обнаружения неисправности ссадержит трансформатор тока, фор ирователь импульсов сброса, элемент ИЛИ, 1штегратор, пороговый элемент к трвЕггер, соединенный своим выходом через интетратор я пороговый элемент с обмоткой нсполиительного репе, первым вхсдсм - с входами распределителей импульсов, а вторым - с выходом элемента ИЛИ, подключенного первым входом к вторичной обмотке трансформатора тока, перв1-1чная обмотка которого включена между общими точками соединения фаз двигателя и шунтирующих диодов, а вторь5м - к выходу формирователя импульсов сброса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дискретный электропривод с шаговыми двигататями. Под общ. ред. ЧиликтааМ.Г. М., Эпергия, 1971, с. 23, 2.Авторское свидетельство СССР № 493887, ют. Н ОЗ Р 8/00, 1972.