Устройство для обнаружения отказов в системе управления шаговым двигателем

ЕЛЬСТ инв.ерсфазамоды каИ подклазу от жф. ю. ния надежност ситор, подклю зователя код. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОК АВТОРСКОМ,Ф СОЙДЕТ(56) 1. Авторское. свидетельство СССР И.217521, кл. С 05 В 23/02, 1967.2.: Авторское свидетельство СССР И 493887, кл. Н 02 Р 8/00, 1973.3. Авторское свидетельство СССР М 547955, кл. Н 02 Р 7/62, 1976. (54)(57) 1УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКАЗОВ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕ%И с коммутатором . Фаз, содержащее злементы И, подключенные прямыми входами к фазам двигателя, а выходами через преобразователь код-аналог - к регистрирующему прибору., о т л и ч а ю; щ е е с я тем, что, с целью расшире ния Функциональных возможностей конт роля, элементы И подключены инверснь ми входами к другим Фазам двигате- ля е2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью. расширения Функциональных возможностей при симметричной коммутации Фаз дви- гателя, каждый элемент И, число которых равно числу фаз. двигателя под ключен прямыми входами к смежным фазам двигателя по числу одновремен но включенных Фаз, аными входами - к остальным двигателя, причем прямые вх ждого последующего элемента ючены со смещением на одну ф носитель- но предыдущего.3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е ся темчто с целью расширения Функциональных возможностей при несимметричной коммутации фаз двига- теля, в него .введены дополнительные элементы И, число которых равно числу фаз двигателя, каждый основной элемент И подключен прямыми входами, соответствующими максималь" ному числу включенных Фаз, к сме ным Фазам двигателя со смещением каждого последующего элемента И на одну Фазу относительно предыдущего, каждый дополнительный элемент И подключен своими прямыми входами, соответству щими минимальному числу включенных Фаз, к смежным фазам двигателя,со .смещением каждого последующего элемента И на,одну фазу относительно предыдущего, а инверсные входы всех основных и дополнительных элементов И подключены к остальным Фазам двигателя,.гУстройство по п.1, о т.л и ч аю щ е е с я тем, что,с целью повьае"и, в него введен кондей- ценный к выходу преоб"- аналог29311 2 5 10 15 1 10Изобретение относится к электротех, никеа именно к электроприводу, и может быть использовано в системахуправления щаговыми двигателями.Известно устройство для обнаружения отказов в системе управленияшаговым, двигателем, которое содержит логические элементы И и регистрирующий элемент. Логические эле.менты И подключены к управляющимшинам и реле, Фиксирующему неисправ.ность 13,Однако известное устройство регистрирует не все виды отказов,фиксируется лишь факт Функционированиясистемы управления и не регистрируются отдельные виды ее отказов, вчастности устройство непригодно дляконтроля щаговых двигателей с числом фаз, отличным от трех, и в немотсутствует контроль обрыва цепейобмоток двигателя.Также известно устройство для обнаружения отказов в системе управления шаговым двигателем, которое содержит узел обнаружения отказов,включающий элементы И и регистрирующийэлемент, причем элементы И подключены входами к фазам двигателя, взятыми через одну ЦНедостатками устройства являютсяего непригодность для контроля шаговых двигателей с нечетным числом фази отсутствие контроля обрыва цепейобмоток двигателяНаиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля обнаоужения отказов в системеуправления шаговым двигателем, содер-.жащее коммутатор фаз и элементы И,подключенные прямыми входами к фазамдвигателя, а выходами через преобразователь код-аналог - к регистрирующему прибору 1 3 ).Однако данное устройство характеризуется ограниченностью контролируемых неисправностей и непригодностьюдля контроля работы устройств с несимметричной коммутацией фаз шаговогодвигателя.Целью изобретения является расши рение функциональных возможностейконтроля.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для обнаружения отказов в системе управления шаговымдвигателем с коммутатором. Фаз, содер.жащем элементы И, подключенные прямы. 20 25 30 35 40 45 50 55 ми входами к Фазам двигателя,а выходами через преобразователь код-аналог к регистрирующему прибору, элементы И, число которых равно числу фаз двигателя, подключены инверсными входами к другим фазам двигателя,Для обнаружения отказов в системе управления щаговым двигателем с симметричной коммутацией фаз каждый эле. мент И, число которых равно числу одновременно включенных фаз, к смеж" ным Фазам двигателя, а инверсными входами - к остальным фазам двигателя, причем прямые входы каждого последующего элемента И подключены со смещением на одну Фазу относитель но предыдущего.Для обнаружения отказов в системе управления двигателем с несимметричной коммутацией фаз введены дополнительные элементы И, число которых равно числу Фаз двигателя, каждый основной элемент И подключен прямыми входами, число которых равно максимальному числу одновременно включенных фаз, к смежным фазам двигателя со смещением каждого последующего элемента И на одну Фазу относительно предыдущего, каждый дополнительный элемент И подключен своими прямыми входами, соответствующими минимальному числу включенных фаз, к смежным Фазам двигателя со смещением каждого последующего элемента И на одну Фазу относительно предыдущего, а инверсные входы всех основных и дополнительных, элементов И подключены к остальным фазам двигателя.С целью повышения надежности в устройство введен конденсатор, подключенный к выходу преобразователя код-аналог.На фиг. 1 приведена Функциональная схема устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю с симметричной парной коммутацией; на фиг.2 в , то же применительно к четырехфазному двигателю с несимметричной восьмитактной коммутацией.Устройство ( фиг,1) содержит шаговый двигатель 1 с фазами А, В, С, 3 , подключенный к выходам коммутатора 2, элементы И 3, преобразователь код-аналог 4, регистрирующий элемент 5 и конденсатор 6. Для обнаружения отказов при несимметричной коммутации устройство дополнительно содержит элементы И 7 фиг.2).3 10293ФазыД . 4,С , Д коммутатора 2соединены с фазами А, В, С,Э двигателя 1. Входы логических элементов3 инверсные и прямые подключенык Фазам двигателя, а выходы подключены к преобразователю код-аналог 4Выход преобразователя 4 соединенс регистрирующим элементом .5 и конденсатором 6,Элементы И с прямыми и инверсными 10входами могут быть выполнены, например, на оптронах с последовательными токоограницительными резисторами.Устройство работает следующим 15образом.Применительно к четырехтактной парной коммутации шагового двигателяэлементы И 3 1,фиг,1) содержат двапрямых и два.инверсных входа. 20При отсутствии неисправностейв первом такте на фазах образуетсякомбинация О Ь С с 1 где символ безчерты обозначает высокий потенциал,а с чертой - низкий. 25В результате на выходе элементаИ 3 и на соответствующем входе преобразователя 4 появляется сигнал, преобразуемый в соответствующий потенциал на входе регистрирующего элемента5, например, .самопишущего вольтметра,Аналогично комбинация второго тактаО сД превращается в возбужденныйвыход второго элемента 3 и в другойуровень регистратора 5. Комбинацияг 35третьего такта О осД возбуждает выход третьего элемента 3; и регистратор 5 фиксирует. третий уровень. Комбинация четвертого такта С 1 ЬСЗ подобным образом фиксируется регистратором5 в виде четвертого уровня, Сменауровней происходит монотонно. Путемсравнения порядка следования уровней,зафиксированных регистратором 5 сожидаемым согласно программе управФ 45ления двигателем, определяют числокоманд, поданных на двигатель, и иххарактер ндрямо" или "Обратно" ),Наличие неисправностей в коммутаторе 2 типа "Обрыв", приводит кпропаданию сигналов на выходах элементов И 3, или к замене ожидаемыхуровней регистратора. При такой неисправности в контакте С коммутатора2 на фазе а никогда не появится высокий потенциал, необходимый для 55срабатывания элементов 3, т,е, вместо штатной последовательности состояний фаэ а ОСс 1, о Ьсдб ЬСд,о Ьсд71 4место последовательность состояний ОЬСд. ОЬСд,а 1:СИ, О ООСЗ,и на ленте Регистратора вместо уровней О, у 04 фиксируется последовательность Оо О фаз Оо (где Оо 04 - уровнинапряжений на выходе преобразователя - код-аналог 4).Неисправность в коммутаторе 2 типа "Замыкание", например залипание контакта Ы приводит к замене последовательности штатных состояний на последовательностьС 1 ЬЯ, О ЬСД, а Ьс, О Ь Сс 1, цт о приводит к фиксациипоследовательности уровней 01, Оо, 10 4 Неисправность типа "Обрыв" цепи обмотки двигателя 1, например обрыв Фазы д, приводит к замене штатной последовательности на последователь" ность оЬсд, а Ьсд , а Ьсд. и к фиксации последовательности О, Ц,144 также отличающейся от штатной. Для обнаружения отказов четырехфазного двигателя с несимметричнои восьмитактной коммутацией (фиг.2 ) используются элементы И 3, И 7.Основные элементы И 3 имеют по два прямых и два инверсных входа, а дополнительные элементы И 7 - по одному прямому и три инверсных входа, соответственно максимальному и минимальному числу одновременно включенных фаз.При отсутствии неисправностей в первом такте на Фазах образуется комбинация состояний О Ь С д, что приводит к появлению сигнала на выходе первого элемента 7, преобразованию его в потенциал 0 на выходе преобразователя 4 и в регистрацию соответствующего уровня в устройстве 5.Аналогично, соответствующие уровни фиксируются при всех других тактах.Смена уровней при отсутствии неисправностей происходит монотонно. Выпадение из записей отдельных уровней или появление .скачков уровней имеет место при неисправностях системы, в том числе при обрыве цепей обмоток двигателяНапример, при обрыве Фазы 6 двигателя 1 в третьем, четвертом, пятом, шестом и седьмом тактах не срабатывают соответствующие элементы И 3 и 7, вследствие отсутствия на Фазе низкого потенциала в этих тактах. Все остальные неисправности фиксируют ф 102937ся регистратором 5 в виде искажениящтатной последовательности уровней.Рассматриваемое устройство обес"печивает контроль всех параметровсистемы управления щаговым двигателем, числа импульсов управления,порядка их следования, длительностикаждого импульса, а также целостнос".тй цепей обмоток включая целостностьцепей питания двйгателя, что приво О дит к расщирению функциональных воэ мсвностей контроля.В щаговых двигателях на отключенных фаэах наводятся импульсные поме" хи эа счет индуктивной связи между обмотками. Для устранения срабатываний регистратора 5 от этих помех введен сглаживающий конденсатор , включенный Ча выходе преобразователя код-аналог 4.ака дписноеФлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,56 ираж 6 Ю 4