Формирователь сигнала обратной связи для устройства управления шаговым двигателем Советский патент 1982 года по МПК G05B21/02 

(5) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ Изобретение относится к автомати- ке и быть использовано в.устрой ствах управления шаговыми двигателями Известен датчик обратной связи для шагового двигателя, содержащий распре делитель импульсов, элементы И, элементы ИЛИ,триггеры и блок сравнения l . Недостатком известного устройства является отсутствие возмохсности классификации причины отказа шагового привода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является , сигнала связи для устроймировательства управления шаговым двигателем, содержащий элемент ИЛИ, распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствующим обмоткам ша гового двигателя, последовательно с которыми включены датчики тока, выходами соединенные с первыми входами соответствующих компараторов, вторые ДВИГАТЕЛЕМ входы которых подключены к выходу источника .порогового напряжения, а выходы - к соответствующим входам блока контроля, импульсный вход которого соединен с входом распределителя импульсов, а выход - с первым выходом (формирователя Г2 . - Известный формирователь характеризуется недостаточными функциональ- ными возможностями, поскольку по контрольной информации невозможно определить произошел ли сбой распределителя импульсов, при котором привод не теряет работоспособности, или же ,. . произошел обрывв цепи одной из фаз . .. двигателя, при котором шаговый привод уже не может использоваться. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей Лормирователя. Указанная цель достигается тем, что в формирователь введены блоки сравнения по модулю два, элемент задержкй, первый и второй элементы И и R&триггер,5 -вход которого подключен к выходу первого элемента И, первым входом соединенного с выходом элемента ИЛИ, а инверсный выход к второму 5 выходу формирователя и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом датчика, а выход - с входом распределителя импульсов и через элемент задержки - О с вторым входом первого элемента И, причем первые входы блоков сравнения по модулю два подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, вторые входы - к выходам соответ-5 ствующих компараторов, а выходы - к входам элемента ИЛИ и к третьим выхоЬам формирователя, второй вход которого соединен с R-входом Rs -триггера. На черт еже приведена функциональная 20 электрическая схема формирователя. Формирователь включает обмотки 1 шагового двигателя, распределитель 2 импульсов, датчики 3 тока, компараторы , источник 5 порогового напряже- 25 ния, блок 6 контроля, блоки 7 сравнения по модулю, элемент ИЛИ 8, первый элемент И 9 К2-триггер 10, второй элемент И 11 и элемент 12 задержки. Оормирователь работает следующим зо образом. В исходном состоянии под током находится четное или нечетное количество обмоток шагового двигателя, т.е. постоянное напряжение с соответствую /S I щих ВЫХОДОВ распределителя /. импульсов приложено к соответствующим обмоткам -1 двигателя. При этом с выходов компараторов 4, соответствующих включенным обмоткам двигателя, вырабатырзается сигнал 1, а с выходов компараторов t, -соответствующих выключенным обмоткам, вырабатывается сигнал .О. Эти сигналы поступают на входы блока 6 контроля, на импульсный вход которого поступают входные импульсы распределителя 2 импульсов, и при сбое распределителя 2 импульсо возбуждается контрольный выход блока 6. контроля. Кроме того, выходные сигналы компараторов k- поступают на одни из вхо дов ()локов 7 сравнения по модулю два на другие входы которого поступают сигналы с соответствующих выходов распределителя 2 импульсов. Если на .соответствующем выходе распределител присутствует сигнал логической едини цы, то соответствующая обмотка двигателя должна быть включена и на выходе соответствующего компаратора также должен быть сигнал логической единицы. Блок сравнения по модулю, два вырабатывает сигнал логического нуля при равенстве входных сигналов и сигнал логической единицы при неравенстве входных сигналов. При отсутствии обрыва в цепи одной из обмоток двигателя на входах блоков 7 присутствуют разные сигналы - сигналы.логического нуля, если соответствующая обмотка выключена, и сигналы логической единицы, если соответствующая обмотка включена. Таким образом, на выходах блоков 7 находятся сигналы логического нуля, выходные сигналы элемента ИЛИ 8 и элемента И 9 равны логическому нулю, При этом RS-триггер 10 находится в состоянии Q П, Q 1, что соответствует исправному состоянию схемы. , При обрывев цепи одной из обмоток двигателя перестает протекать ток и на выходе соответствующего компаратора появляется сигнал логического нуля при сигнале логической единицы с соответствующего выхода распределителя, На выходе соответствующего блока 7 устанаиливается сигнал логической единицы, который через элемент ИЛИ 8 и элемент И 9 устанавливает R5-триггер 10 в состояние U 1, Q О, что возбуждает второй контрольный выход формирователя и приводит к блокировке элемента И 11. При -этом в oдныe импульсы перестают подаваться через элемент И 11 .ч л на вход распределителя 2 импульсов. На выходах блоков 7 устанавливается код, соответствующий оборванной фазе. Элемент 12 задержки служит для задержки прохождения сигнала с выхода элемента ИЛИ 8 на Я-вход триггера 10. Это необходимо, так как ток в обмотках нарастает с запаздыванием относительно изменения выходных сигналов распределителя 2 из-за индуктивности обмотки двигателя. Следовательно, на вход RS-триггера 10 поступает сиг нал, соответствующий установившемуся значению токов обмоток. Для приведения (1юрмирователя в исходное состояние после ремонта в цепи оборванных обмоток двигателя, на Й-вход триггера 10 подается сигнал Сброс. Таким образом, при сбое распределителя импульсов происходят возбуждение первого контрольного выхода формирователя, при обрыве в цепи одной или нескольких обмоток происходит возбужд ние первого и второго контрольных выходоа Прекращается подача выходных импульсов на вход распределителя 2 им пульсов и на входах блоков 7 находится код, соответствующий номерам обмоток шагового двигателя, в цепи которых, произошел обрыв..Такое выполнение (Ьормирователя позволяет определит произошел ли сбой распределителя импульсов,при котором шаговый привод не теряет работоспособности, или же произошел обрыв в цепи одной из обмоток двигателя, что приводит к потере работоспособности привода. Кроме того, формирователь вырабатывает код номеров фаз, в которых произошел обрыв. Таким образом, расширение функцио,нальных возможностей формирователя по диагностике отказов шагового привода в целом позволит значительно сократить время на восстановительные работы. Формула изобретения Формирователь сигнала обратной связи для устройства управления шаго выМ двигателем, содержащий элемент ИЛИ распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствующим обмоткам шагового двигателя, последовательно с которыми включены датчики тока, выходами соединенные с первыми входами соответствующих компараторов, вторые входы которых подключены к выходу источника порогового напряжения, а выходы - к соответствующим входам блока контроля, импульсный вход которого соединен с входом распределителя импульсов, а выход с первым выходом формирователя, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возмож ностей, в него введены блоки сравнения по модулю два, элемент задержки, первый и второй элементы И и RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу первого элемента И, первым входом соединенного с выходом элемента ИЛИ, а инверсный выход - к второму выходу формирования и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом формирователя, а выход - с входом распределителя импульсов и через элемент задержки - с вторым входом первого элемента И, причем первые входы блоков сравнения по модулю два подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, вторые входы - к выходам соответствующих компараторов, а выходы - к входам элемента ИЛИ и к третьим выходам формирователя, второй вход которого соеди нен с Я-входом RS-триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 562800, кл. Г, 05 В 21/02, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке Г 2705641, кл. G 05 В 21/02, 1979 (прототип).