Устройство для управления шаговым двигателем

(51) 4 Р 80 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВУ ВИДЕТЕЛ другую клем резистор 11 полюсом ист азы 9 двигателя чере атной связи с вторым ка питания. Соединегового элемента 4 с атора 2, выходом подорому входу элемента выходом с управляющи ние выхода по ходом одновилюченного к оединенног ми входами ключев обеспечивает при 5 и 6 или пробое 7 и 10 поддержание прежнем уровне за гх элементо отказе усил телеи ючевых элемент тока в фа счет того о и а оба ключевых эле ора 2. При этом во е энергии, которое б аварийном режиме2 ил. аютс ент однов астае игнаотреблени изирует о стройства ты 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(21) 4087334/24-07 (22) 11,07,86 (46) 07,02,88. Бюл, 119 5 (71) Опытно-конструкторское бюро тонкого биологического машиностроения (72) В.П. Комиссаров (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 811477, кл, Н 02 Р 8/00, 1979.Авторское свидетельство СССР Мф 1115197, кл. Н 02 Р 8/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, к дискретному электроприводу технологического оборудования. Цель состоит в упрощении и повышении надежности. Устройство содержит источник 1 сигналов управления и многоканальный усилитель, два ключевых элемента 7 и 10, первый 7 из которых вязывает одну клемму фазы 9 двигаеля с первым полюсом источника питаия постоянного тока, а второй 10 льсы широтно-импульснои модуляцииИзобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими механизмами и может быть использовано дискретом электропривода техноло 5 гического оборудования.Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройстваНа фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.Устройство содержит источник 1 сигналов управления, одновибратор 2, элемент 2 И 3, пороговый элемент 4, 15 первый 5 и второй 6 предварительные усилители, первый ключевой элемент 7, диод 8, фазу 9 шагового двигателя, второй ключевой элемент 10, резистор 11 обратной связи, диод 12. 20Вход порогового элемента 4 соединен с резистором 11 обратной связи, выход - с входом одновибратора 2,выход которого соединен с первым входом элемента 2 И 3, соединенного вторым 25 входом с выходом источника 1 сигналов управления. Выход элемента 2 И 3 через усилители 5 и 6 соединен с входами ключевых элементов 7 и 10. Ключевой элемент 7 связывает одну 30 клемму фазы 9 с первым полюсом источника питания, а ключевой элемент 10 связывает вторую клемму фазы 9 через резистор 11 обратной связи с вторым полюсом источника питания. Диод 835 подключен к выходу первого ключевого элемента 7 и второму полюсу источника питания в обратной по отношению к напряжению источника питания полярности. Диод 12, включенный в обрат ной по отношению к напряжению источника питания полярности, связывает второй ключевой элемент 1 О с первым полюсом источника питания.На временных диаграммах (фиг. 2)45 обозначены: сигнал 13 управления током на выходе источника 1 сигналов управления, сигнал 14 на выходе порогового элемента 4, сигнал 15 на выходе одновибратора 2, сигнал 16 на резисторе 11 обратной связи, ток 17 в фазе 9 шагового двигателя.Устройство работает следующим образом.Сигнал 13 управления, поступающий с выхода источника 1 сигналов управ ления через элемент 2 И 3, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал 14 с выхода одновибратора 2,через усилители 5 и 6 включает одновременно ключевые элементы 7 и 10, и к фазе 9 прикладывается напряжение источника питания, обеспечивающее быстрое нарастание тока. Когда падение напряжения на резисторе 11 об-ратной связи достигает порога срабатывания порогового элемента 4, последний срабатывает и нулевым потенциалом запускает формирователь импульсов, Одновибратор 2 вырабатывает импульс 15 длительностью , (фиг.2), который запрещает прохождение сигнала управления через элемент 2 И 3, и ключевые элементы 7 и 10 закрываются. После закрывания ключевых элементов 7 и 1 О ток в фазе 9 начинает спадать, происходит частичная рекуперация запасенной индуктивностью фазы 9 энергии в источник питания через диоды 8 и 12.По истечении времени , формирователь импульсов через усилители 5 и 6 открывает ключевые элементы 7 и 10, и ток в фазе 9 начинает расти с некоторого уровня, определяемого интервалом, до порогового значения элемента 4. Описанный процесс повторяется в течение времени высокого уровня сигнала 13 управления.Таким образом, осуществляется модуляция тока в фазе 9 двигателя.Среднее значение тока в фазе 9 задается и поддерживается порогом срабатывания порогового элемента 4. Величина пульсаций тока и частота модуляции определяются интервалом форформируемым одновибратором 2. В момент окончания такта коммутации ключевые элементы 7 и 10 закрываются,. происходит рекуперация энергии, запасенной в фазе 9, в источник через диоды 8 и 12.В аварийном режиме при пробое" ключевого элемента 7 в момент времени(фиг.2) ток в фазе 9 нарастает до значения порога срабатывания по" рогового элемента 4, последний срабатывает и нулевым потенциалом через одновибратор 2, элемент 2 И 3 и усилитель 6 закрывает ключевой элемент 1 О. Одновибратор 2 по заднему фронту сигнала 14 порогового элемента 4 формирует временной интерваЛ(фиг, 2), пороговый элемент возвращается в состояние высокого потенциала, После закрывания ключевого элемента 10 ток в фазе 9 начинает спадать по цепи:1372586 его путем удаления элемента И-НЕ,одновибратора и триггера повышаетсянадежность устройства. 1 О 15 фиг. ЯСоставитель В. АлфимовТехред М,яндык Корректор В, Гирняк Редактор Н. Гунько Заказ 498/54 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 вторая клемма фазы 9 двигателя, диод 12 рекуперации, первый полюс источника питания, "пробитый" ключевой элемент 7, первая клемма фазы 9 дви 5 гателя. По истечении времениодно- вибратор 2 через усилитель 6 открывает ключевой элемент 10, и ток в фазе 9 начинает расти с некоторого уровня, определяемого интервалом до порогового значения элемента Описанный процесс повторяется в течение времени высокого уровня сигнала 13 управления.При пробое ключевого элемента 1015 устройство работает аналогично.Таким образом, при отказе усилителя 5 или 6 или "пробое" ключевых элементов 7 или 10 ток в фазе 9 поддерживается на прежнем уровне за счет 0 того, что импульсы широтно-импульсной модуляции подаются на оба ключевых элемента с одновибратора 2, При этом моментные и мощностные характеристики двигателя остаются прежними, но возрастает потребление энергии от источника питания из-за отсутствия рекуперации. Это возрастание потребления энергии сигнализирует об аварийном режиме работы устройства, Вследствие работы устройства при отказе части силовых элементов и упрощения формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник сигналов управления и многоканальный усилитель, каждый канал которого содержит первый ключевой элемент,соединяющий вывод фазы двигателя с одним полюсом источника постоянного напряжения, второй ключевой элемент, соединяющий другой вывод фазы двигателя через резистор обратной связи с другим полюсом источника постоянного напряжения, соединенного с выводамифазы также посредством обратных дио.дов, пороговый элемент, соединенныйвходом с резистором обратной связи,одновибратор и элемент 2 И, соединенный первым входом с источником сигналов управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения иповышения надежности, выход порогового элемента соединен с входом одновибратора, выходом подключенного квторому входу элемента 2 И, соединенного выходом с управляющими входамиключевых элементов.