Устройство для управления -фазным шаговым двигателем

союз соВетскихСОЮЛОческиРЕСПУБЛИК ОЮ (И) 2 Р 8/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ройств. Цель изобретповышении КПД путемляемой мощности. Устраспределитель 1 импувходовый элемент И 8равления с усилителямВ каждый канал управлвный датчик 3формирователь5, выход котму из входов элЩЕ 6, второй вхоходом усили ех-динен с в При неисп ние уровн ля 2 мощи вностисигналатине и ющим импульсо ливает блокир еля и включени ветст обусл л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРМТИ ПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско-тнологическое бюро с опытным производством при Белорусском государст-,венном университете им.В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССРУ 593295, кл, Н 02 Р 8/00, 1978,Авторское свидетельство СССРУ 1288889, кл, Н 02 Р 8/00, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ш."фАЗНЫМ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано в шаговом электроприводе автоматизированных исполнительных устния состоит в нижения потребойство содержит льсов, (ш+1)- и ш каналов упи 2 мощности. ения введены перепада тока4 импульсов и рого подключен емента ИСКЛЙЧАО- д которого соееля 2 мощности. ройства иэменевходе усилитеверждается соотдатчика З,что вку шаговогосигнализации.1453580 10 15 20 Изобретение относится к управлению электрическими машинами и можетбыть использовано в шаговом электроприводе исполнительных автоматизированных устройств.Цель изобретения - повышение КПДпутем сокращения потребляемой мощностиНа чертеже представлена блок-схема устройства для управления ш-фазным шаговым двигателем.Устройство содержит ш-канальныйраспределитель 1 импульсов, каждыйиз ш выходов которого подключен квходу усилителя 2 мощности соответствующего канала, на силовой выходной шине которого установлен индуктивный датчик 3 перепада гока в фазе, соединенный выходом через формирователь 4 импульсов со счетным входом триггера 5, выход которого подключен к одному из входов элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом распределителя 1 импульсов, а выход подключенк элементу 7 индикации и одному изш входов (ш+1)-входового элементаИ 8, (ш+1)-й вход которого соединенс шиной тактовых импульсов, выходподключен к тактовому входу распределителя 1 импульсов, а каждая фазашагового двигателя 9 подключена к вы"ходу усилителя 2 мощности соответст"вующего канала,Устройство работает следующим образом,.Перед началом работы распределитель 1 импульсов устанавливается висходное состояние, соответствующееодному из режимов коммутации фаз шагового двигателя 9. При этом на выходе распределителя до подачи тактовых импульсов присутствуют сигналыодинакового, например, низкого уров"ня, Одновременно триггеры 5 во всехш каналах управления также устанавливаются в исходное состояние (цепиустановки на схеме не показаны)причем уровень сигналов на выходах всехтриггеров одинаков, но противоположен уровню сигналов на выходе распределителя 1 импульсов,На входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 6 присутствуют поэтому сигналыразных логических уровней, и логическая единица, снимаемая с выходаэлемента 6, не препятствует прохождению тактовых импульсов через (ш+1)входовый элемент И 8 на тактовый вход распределителя 1 импульсов. При подаче тактовых импульсов навыходах распределителя 1 импульсов,определяемых заданным режимом коммутации, в соответствующей последовательности появляются сигналы высокого уровня, обеспечивающие протекание тока в фазных обмотках шаговогодвигателя 9 и его вращение по заданной программе. Пусть, например,сигнал высокого уровня появляется напервом выходе распределителя 1 импульсов. Включение тока в соответствующей фазе шагового двигателя 9сопровождается перепадом тока с нулевого до номинального уровня в силовой шине, соединяющей выход усилителя 2 мощности с соответствующейфазой шагового двигателя 9. Этот перепад тока обуславливает срабатывание индуктивного датчика 3, представляющего собой, например, несколько витков изолированного провода,намотанных на силовой шине. Несформированный импульс, выдаваемый датчиком 3 по перепаду тока в силовойшине, подается на формирователь 4 30 . импульсов, с выхода которого сфор-,мированный до заданных уровня и длительности импульса поступает на счетный вход триггера 5 и переключаетпоследний. На входах элемента ИСКЛ 10- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 остаются сигналы разныхлогических уровней, благодаря чемусохраняется единичный уровень на выходе этого элемента, не изменяющийсостояние элемента 7 индикации и не40 препятствующий прохождению тактовыхимпульсов через (ш+1)-входовый элемент И 8 на тактовый вход распределителя 1 импульсов. При последующемпоявлении сигнала низкого уровня напервом выходе распределителя 1 и отключении тока в фазе по перепаду сноминального до нулевого уровня датчик 3 повторно выдает импульс, который вновь переключает триггер 5,50обеспечивается тем самым сохранениеединичного уровня на выходе элемента 6,Во всех остальных функционирующиханалогичным образом каналах управления при исправности устройства навыходах всех элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 6 постоянно подтверждается сигнал высокого (еднннчного) уровня,таккак на входах указанных элементовз 14535804 всегда присуствуют сигналы разных логических уровней.В случае выхода из строя усилителя 2 мощности или шагового делителя9 в силовой шине, соединяющей усилитель 2 мощности с двигателем 9, имеет место (в зависимости от характера неисправности) либо постоянноепротекание тока с выхода усилителя 2 1 О мощности, либо постоянное отсутствиетока. Изменение уровня сигнала на выходе распределителя 1 импульсов неподтверждается в данном случае соответствующим импульсом датчика 3 ипереключением триггера 5, что обуславливает-появление сигналов одинакового уровня на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и нулевого уровняна его выходе.Нулевой уровень на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 обуславливаетсрабатывание элемента 7 индикации иблокировку прохождения тактовых импульсов через (и+1)-входовый эле мент И 8 на тактовый вход распределителя 1 импульсов. Щаговый двигатель9 блокируется при соответствующей(акустической, световой и т.п.) сигнализации, причем блокировка его мо- ЗО жет быть снята только после устранения причин неисправности.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении потребляемоймощности и улучшении массогабаритных показателей. Так, например, прииспользовании предлагаемого устройства для управления шестифазным шаговым двигателем (ток фазы 3 А,напря О жение питания 48 В) потребляемаямощность в сравнении с.известнымснижается не менее чем на 15 Вт.Достоинством канала управленияв предлагаемом устройстве является 45простота реализации и надежное функционирование. Индуктивный датчик перепада тока в Фазе представляет собой около десяти витков изолированного провода, намотанного в удобномместе вокруг силовой шины, соединяюСоставитель В.АпфимовТехред М,Дидык щей выход усилителя мощности с соответствующей Фазой двигателя, Сигнал,. выдаваемый датчиком при переключении тока в Фазе, представляет собой в данном случае игольчатый импульс длительностью около 1 мкс, амплитудой около 400 мВ и по амплитуде не менее чем в пять раз превышает сигналы, обусловленные вэаимоиндукцией при переключении тока в соседних фазах.Этот сигнал легко выделяется и Формируется с помощью Формирователя импульсов, выполненного, например, на компараторе, выходной сигнал которого при напряжении питания +5 .В можно непосредственно подавать на вход микросхем. 20 Формула изобретения Устройство для управления ш-фаз"ным шаговым двигателем, содержащее шину тактовых импульсов, ш-канальный распределитель импульсов, (тп+1)- входовой элемент И и каналы управления по числу Фаз, каждый из которых включает в себя соединенный с выходом распределителя усилитель мощности, элемент индикации и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с входом усилителя мощности, а выход подключен к элементу индикации и одному из ш входов (ш+1)-входового элемента И, (и+1)-й входкоторого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход - с тактовым входом распределителя импульсов, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения КПД путем сниженияпотребляемой мощности, в каждый канал управления введены индуктивныйдатчик перепада тока в фазе двигателя, Формирователь импульсов и триггер, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,а счетный вход подключен к выходуФормирователя импульсов, соединенного входом с индуктивным датчиком перепада тока в фазе двигателя. Корректор,В.Романенко Редактор Н.ЯцолаПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7300/54 Тираж 548 ПодписноеВНИИЩ 1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5