Устройство для управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХмэеееннеснииРЕСПУБЛИК 09) 01) экю Л 02 Р 8/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВР"гРЩуь, ц Ц ,.,В анваИОтаа(71) Специальное конструкторскоебюро средств вычислительной техникиТомского производственного объединения "Контур"(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 547955, кл. Н 02 Р 8/00, 19752. Авторское свидетельство СССР9811477, кл. Н 02 Р 8/00, 1979(прототип),54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ; содержащее блокобнаружения отказа, включающий в себя логический элемент И, дешифраторсигналов тока в фазах и запоминающееустройство, распределитель импульсов,соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности,каждый канал которого состоит изпоследовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на,входе, фазного ключа, подключенного входами к выходу распределителя импульсов, резистора обратной связипо току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоянного тока. двумя встречно включеннымидиодами, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем контролябольшего числа неисправностей, блокобнаружения отказа снабжен триггером,логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,дополнительным ключом, интегрирующей цепью и компаратором, подключен- .ным выходом к входу запоминающегоустройства, а входом - к выходу ин- Етегрирующей цепи, параллельно которому включен дополнительный ключ, соеднненньм входом с выходом элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, связанного однимвходом с выходом триггера, подключен- аного входом к входу распределителяимпульсов, а другим - с выходом элемента И, соединенного входами с выходами дешифратора сигналов тока в фазах.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для управления шаговым двигателем с автоматическим контролем целостности электрических соединений.Известно устройство для управления шаговым двигателем с последова, тельным включением с фазами балластных резисторов, содержащее блок обнаружения отказов, включающий в себя1 а элементы И, подключенные через буфер- ный регистр к выходам ключей усилите-: ля мощности, и регистрирующий элемент, фиксирующий отказ типа "обрыв" или "короткое замыкание" в силовой цепиф 15Недостатком указанного устройства является невозможность контроля неисправностей в электрических цепях при широтно-импульсном регулировании тока в фазах двигателя.Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления шаговым двигателем, содержащее блок обнаружения отказа, включающий в себя логический элемент И, дешифратор сигналов тока в фазах и запоминающее устройство, распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканаль- ЗО ного усилителя мощности, каждый канал которого состоит из последовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на входе, фазного ключа, подключенного входом З 5 к выходу распределителя импульсов, резистора обратной связи по току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоянного тока 40 двумя встречно включенными диодами 21Одйако известное устройство необеспечивает контроль неисправности, в работе ключей регуляторов тока типа "обрьв" и контроль обрыва фазы двигателя.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем контроля большего числа неисправностей.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления шаговым двигателем,содержащем, блок обнаружения отказа, включающий . в себя логический элемент И, дешифратор сигналов тока в фазе и запоминаю- щее устройство, распределитель импульсов, соединенный выходами с входами многоканального усилителя мощности, каждый канал которого состоит из последовательно соединенных регулирующего ключа с регулятором тока на входе, фазного ключа, подключенного входами к выходу распределителя импульсов, резистора обратной связи по току, связанного с входом регулятора тока, и фазы двигателя, соединенной с источником питания постоянного тока двумя встречно включенными диодами, блок обнаружения отказа снабжен триггером, логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, дополнительным ключом, интегрирующей цепью и компаратором, подключенным выходом к входу запоминающего устройства, а входом - к выходу интегрирующей цепи, параллельно которому включен дополнительный ключ, соединенныйвходом с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ связанного одним входом.с выходом триггера, подключенного входомк входу распределителя импульсов,а другим - с выходом элемента И, соединенного входами с выходами дешифратора сигналов тока в фазах,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства применительно кшестифазному двигателю 1 на фиг.2 .4 диаграммы напряжений, поясняющие егоработу.устройство (фиг.1) содержит распределитель 1 импульсов, регуляторы тока 2-4, регулирующие ключи 5-10, обратные диоды 11-16, шунтирующие диоды 17-22, фаэнце-ключи 23-28, резисторы обратной связи 29-31, блок обнаружения отказа, включающий в себядешифратор сигналов тока в.фазах,интегрирукцую цепь, компаратор 41,1соединенный с запоминающим устройством 42 (93 -триггер), Для защиты откоротких замыканий используется предохранитель 43.На инверсные входы компараторовподается напряжение смещения .Ь, рав ное порогу срабатьвания компараторов. На вход 44 подаются импульсы управления, к входу 45 прикладывается опор ное напряжение срабатьвания компарато3 1111246 ра, на вход 46 подается напряжениепо для заряда конденсатора 39, на вход , но 47 - напряжение питания устройства. ле С выхода 48 снимается напряжение,со сигнаЛизирующее об отказе устройства. 5 чтУстройство работает следующим бо образом. Распределитель 1 импульсов при по" даче на его вход импульсов управления (см.фиг.2 а) формирует 6-фазО ную систему напряжений прямоугольной формы, сдвинутых между собой на 60 эл.град. На Фиг.2 б приведена временная диаграмма напряжения на одном из выходов распределителя импуль 5 сов. Эта система напряжений управляет фазными ключами 23-28 и через ре. гуляторы 2-4 тока регулирующими ключами 5-10. При безотказной работе ус 1 ройства на резисторах обратной связи 29,30 и 3 1 формируются напряжения (Фиг.2 в,г и д) Форма которых повторяет форму импульсов тока через Фазы 49 до момента отключения фазных ключей. На выходах компараторов 32,33 и 34 при поступлении на их прямые входы указанных напряжений формируются импульсы (фиг.2 е-з), моменты возникновения которых определяются равенством напряжений на резисторах обратной связи и напряжения смещения, величина которого выбирается из условия надежного срабатывания компараторов. После преобразования выходных импульсов компараторов эле ментом И 35 (фиг.2 и) на выходе элемента 36 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ образуются импульсы (фиг.2 л), длительность которых постоянна и равна разности длительностей импульсов с триггера 40 37 (фиг.2 к) и с элемента И, причем даже при максимальной частоте сигнала на входе распределителя длительность формируемых импульсов много меньше периода их повторения, Эти 45 импульсы периодически размыкают ключ 38, при этом конденсатор 39 заряжается от источника напряжения 46 через резистор 40 до некоторого уровня, после чеГо мгновенно разря жается через ключ 38 (фиг.2 м), При поступлении на прямой вход компаратора 41 импульсов с конденсатора 39, в на инверсный вход напряжения, определяющего порог срабатывания 55 Ора , величина которого больше амплитуды импульсов на конденсаторе, на выходе компаратора формируется стоянный уровень напряжения. Выходй сигнал 48 Ю -триггера, установнного командой "Сброс" в Улевоестояние (Фиг,2 н)не изменяется,о свидетельствует об исправной рате устройства.При возникновении в устройстве любой неисправности типа "обрыв" или "короткое замыкание" на одном из резисторов обратной связи изменяется форма импульса напряжения;,соответственно изменяется длительность импуль са выходного напряжения компаратора 32, 33 или 34, и элемент И формирует неравномерную последовательность импульсов. При поступлении данной последовательности на один вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮПЕЕ ИЛИ и равномерной последовательности импульсов с триггера 37 на другой его вход на выходе формируются импульсы, длительность которых намного превосходит длительность импульсов, соответствующую исправной работе устройства За время действия этих импульсов напряжение на конденсаторе превьппает пороговое напряжение срабатывания О компаратора 41, и его первый же выходной импульс устанавливает триггер 42 в единичное состояние соУ ответствующее неисправному состоянию устройства. Например, в случае возникновения неисправности в момент времени - приводящей к постоянно закрытому состоянию фазного ключа, соответствующее напряжение на резисторе обратной связи равно нулю, и (согласно диаграммам 1работы устройства на фиг.2) на выходе 48 в момент времениустанавливается напряжение, сигнализирующее об отказе устройства. При возникновении неисправности, приводящей к постоянно открытому состоянию какого-либо фазного ключа, фазный ток после закрывания соответствующего регулирующего, ключа опадает медленно (фиг.З в), что приводит к изменению длительности выходного напряжения компаратора (фиг.З е), в то время как длительности выходных импульсов двух других компараторов остаются неизменными (Фиг.З г,д) . Это приводит к нарушению равномерной последовательности импульсов на выходе элемента И 35, в результате чего триггер 42 фиксирует отказ.На фиг.4 приведены диаграммы сигналов, аналогичные диаграммам на фиг.2 и 3, иллюстрирующие работу блока обнаружения отказов в случае возникновения неисправности в момент време ни , приводящей к постоянно закрыгому состоянию регулирующего ключа,При образовании КЗ регулирующего ключа срабатывает предохранитель 43. Цепь питания разрывается, на резисторах обратной связи 29, 30 и 31 нулевые; уровни, что приводит такие к фиксации триггером 42 отказа.1111246" орректор Л. Пилипен аказ 6324/43 Тираж ВНИИПИ ГосударственногО к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра