Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) И) 4 02 Р 8 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1,Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт химии Башкирского фили ала АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР 9 1111246, кл. Н 02 Р 8/00, 1984,Авторское свидетельство СССР У 811477, кл. Н 02 Р 8/00, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЬМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электро технике. Цель изобретения - повышени надежности устройства для управления шаговым двигателем. Устройство содер жит включающие датчики тока усилители мощности по числу фаз двигателя,симистор 15 и блок 13 защиты от перегрузки. Блок защиты состоит из аналогового элемента ИЛИ 20, компаратора21, формирователя импульсов из триггера 23, усилителя 24, оптрона 25, выпрямителя 26, соединенного с силовыми управляющим электродами симистора,Сигнал о токе фазы с соответствующего датчика тока поступает через элемент ИЛИ 20 на вход компаратора 21,который вырабатывает сигнал перегрузки, блокирующий отпирание симистора15. Тем самым прерывается питаниеусилителей мощности от сети переменного тока,и фиксируется неисправнаяцепь, что обеспечивает повышение надежности, 3 ил,Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано для защиты шагового электропрцвода при выходе из строя5 отдельных его элементов.Цель изобретения - повышение надежности устройства,Нд фиг. 1 приведена функциональная схема устройства управления; ца фиг.2 10схема блока защиты на фиг. 3 - времснные диаграммы напряжений н токов при работе устройства.Устройство содержит усилители мощнОсти по числу фдз каждый из кОтО 15рых включает в себя ключевые элементы 1 и 2, соединяющие фазу двигателя 3 с Одним полюсом источника постоянного цдпряжеция и через резистивцыйдатчик 4 тока - с другим полюсом указанного источника. Выводы фазы 3сцяздны с полюсами источника постоянного цапряжецшя также через разрядные диоды 5 и 6. Резистивцый датчик 4 тока соединен с входом компаратора 7, 25 к другому входу которого подключен заддтчнк 8 тока, а к выходу - один вход элемента 2 И 9, соединенного выходом через усилитель 10 с управляющим входом ключевого элемента 1, вторым входом через усилитель 11 с управляющим входом кЛючевого элемента 2 и цепосредственно с одним из выходов распределителя 12 импульсов. Устройство содержит также блок 13 защить 1, соединенный с кнопкой 14 "Пуск" и с симистором 15, связывающим источник постоянцого напряжения из конденса- . тора 16 и выпрямителя 17 через трансформатор 18 с сетью 19 переменного40 тока,Блок 13 защиты содержит аналоговый элемент ИЛИ 20, подключенный выходом к входу компаратора 21, вторым входом соединенного с задатчиком 22 тока выходом - с тактовым входом45 Р-триггера 23, 8-вход которого подключен к кнопке 14, инверсный выход через усилитель 24, оптрон 25 и выпрямитель 26 соединен с управляющим входом симистора 15. Входы аналогово го элемента ИЛИ 20 соединены с резистивными датчиками 4 тока всех фаэ.Устройство работает следующим образом.Кнопкой 14 "Пуск" формируется сиг нал ц установки "Нуля" (фиг. 3),который поступает на Б-вход П-триггера 23, переводя его в состояние, когда на его прямом выходе высокий уровень напряжения, а на инверсном - низкий., Затем через усилитель 24 сигнал низкого уровня напряжения открывает светодиод и соответственно тиристор оптрона 25. Это, в свою очередь, ведет к отпиранию симистора 15.В момент времени 1:, (фиг. 3) управляющий сигнал Бд поступающий с распределителя 12 импульсов, через элемент 2 И 9, усилители 10 и 11 открывает одновременно ключевые элементы 1 и 2 и к фазе 3 прикладывается напряжение источника питания. В фазной обмотке начинает расти ток 1 скорость нарастания которого зависит от величиць 1 напряжения источника пи,- тания (фиг. 3). Когда падение напряжения на датчике 4 тока достигает величины срабатывания элемента 7, на его выходе появляется низкий уровень напряжения, который блокирует прохождение импульса 1 через элемент 2 И 9, закрывая ключевои элемент .,Ток в фазной обмотке 3 начинает спадать (фиг. 3, 1 ), протекая за счет ЭДС самоиндукции по цепи: фаза 3 - ключевой элемент 2 - датчик 4 тока - полюс источника питания. Ток.будет спадать ,до тех пор, пока падение напряжения на датчике 4 тока не достигнет порога отпускания порогового элемента компдратора 7. При достижении порога отиускания на выходе компаратора появляется высокий уровень напряжения, который пропускает управляющий сигнал 1 через элемент 2 И 9, открывая ключевой элемент 1, ток в фазной обмотке снова начинает расти, и процесс повторяется до тех пор, пока на выходе распределителя 12 импульсов бу.дет управляющий сигналВ момент времени(фиг. 3, Ц ), когда на выходе распределителя 12 импульсов низкий уровень напряжения, ключевые элементы 1 и 2 закрыты, по цепи: диод 5 - фаза 3 - диод 6 конденсатор 16 течет ток за счет ЭДС самоиндукции, заряжая конденсатор 16. При этом происходит рекуперация энергии в конденсатор 16. Таким образом, происходит поддержание (модуляция) тока в фазе двигате ля на заданном уровне 1 с помощью эадатчика 8 тока, Величина пульсации тока и частота переключения определяется уровнем напряжения источника игистерезисом порогового элемента накомпараторе 7,При выходе из строя первого ключевого элемента 1 или ключевого элемента 2, или порогового элемента однойиз фаз двигателя, или в случае остановки двигателя ток в фазной обмоткевозрастает. Пропорционально ему возрастает и величина падения напряжения на датчике 4 тока. По достижениивеличины, соответствующей аварийномузначению (фиг. 3, 1 ; 1) на выходекомпаратора 21 появляется низкий уровень напряжения, приводящий к появлению высокого уровня напряжения на,инверсном выходе П-триггера 23 (фиг,3,Б), которое через усилитель 24 запирает светодиод и соответственнотиристор оптрона 25, Тем самым запирается симистор 15 и отключается отсети 19 переменного тока выпрямитель17, После устранения неисправностикнопкой 14 "Пуск" 0-триггер 23 переводится в рабочее состояние,25 Использованиепредлагаемого устройства позволяет при выходе из строя первого ключевого элемента или первого и второго ключевых элементов или порогового элемента, а также при вне 30 запной остановке двигателя нли увеличении механической нагрузки обесточить силовую часть схемы, предотвращая выход из строя обмотки двигателя и других элементов схемы, увеличиая срок их службы и повышая надежность в работеФормула и з о б р е т е н и яустройство для управления шаговым двигателем, содержащее источник управляющих импульсов, усилители мощности о числу фаз, включающие датчик ки тока фазы, источник постоянного напряжения, соединенный входом с сетью переменного тока, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, введены симистор, формирователь импульсов, амплитудный детектор и аналоговый элемент ИЛИ, соединенный входами с датчиками тока фаз, выходом - с,входом амплитудного детектора, выход которого через формирователь импульсов соединен с управляющим электродом си. мистора, а соединение входа источника постоянного напряжения с сетью переменного тока выполнено через симистор.Козориз да ирак 583 аз 993 58 ое роизводственно-полиграфическое предприятие,г.уагород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раув