RU2516528C2 - Device for stepped motor control - Google Patents
Device for stepped motor control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516528C2 RU2516528C2 RU2011140328/07A RU2011140328A RU2516528C2 RU 2516528 C2 RU2516528 C2 RU 2516528C2 RU 2011140328/07 A RU2011140328/07 A RU 2011140328/07A RU 2011140328 A RU2011140328 A RU 2011140328A RU 2516528 C2 RU2516528 C2 RU 2516528C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- phase
- outputs
- bus
- code
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах с дискретным электроприводом с автоматическим обнаружением одиночных отказов на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей.The invention relates to the field of automation and can be used in systems with a discrete electric drive with automatic detection of single failures based on three-phase, four-phase and six-phase stepper motors.
Известно [1] устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе, содержащее блок синхронизации, реверсивный кольцевой сдвиговый регистр, элемент сравнения кодов, пороговые датчики тока и напряжения, включенные в цепь каждой фазы, при этом выходы датчиков тока подключены к первым входам логических элементов 2И, выходы датчиков напряжения - ко вторым входам, а выходы элементов 2И подключены к разрядным входам кольцевого реверсивного сдвигового регистра и первым входам элемента сравнения, вторые входы которого соединены с разрядными выходами сдвигового регистра. Устройство обнаруживает обрыв или короткое замыкание обмоток четырехфазного шагового двигателя с симметричной парной коммутацией.It is known [1] a device for detecting failures in a step-by-step drive, comprising a synchronization unit, a reversible ring shift register, an element for comparing codes, threshold current and voltage sensors included in the circuit of each phase, while the outputs of the current sensors are connected to the first inputs of logic elements 2I, the outputs of the voltage sensors to the second inputs, and the outputs of the elements 2I are connected to the discharge inputs of the ring reverse shift register and the first inputs of the comparison element, the second inputs of which are connected to the bit and outputs of the shift register. The device detects an open or short circuit in the windings of a four-phase stepper motor with symmetrical pair switching.
Недостатками устройства являются отсутствие указателя адреса неисправности, а также невозможность обеспечения работы шагового двигателя в режиме переменной тактности, управляемой по шинам выбора режима коммутации.The disadvantages of the device are the lack of a pointer to the fault address, as well as the inability to ensure the operation of the stepper motor in a variable cycle mode, controlled by the selection mode switching buses.
Наиболее близким к заявленному устройству является устройство для управления шаговым двигателем [2], содержащее первую, вторую, третью шины выбора режима коммутации, шину управления, тактовую шину, шину реверса, реверсивный 2/12 счетчик, первый, второй и третий входы которого соединены с шинами управления, тактовой, реверса соответственно, постоянное запоминающее устройство, шину разрешения чтения, при этом первый-четвертый выходы реверсивного счетчика соединены с одноименными входами постоянного запоминающего устройства, пятый, шестой, седьмой, восьмой входы которого соединены с третьей, второй, первой, седьмой шинами выбора режима коммутации и разрешения чтения соответственно, а выходы первый-шестой постоянного запоминающего устройства являются одноименными выходами устройства управления шаговым двигателем.Closest to the claimed device is a device for controlling a stepper motor [2], comprising a first, second, third bus for selecting a switching mode, a control bus, a clock bus, a reverse bus, a reversible 2/12 counter, the first, second and third inputs of which are connected to control buses, clock, reverse, respectively, read-only memory, read authorization bus, while the first or fourth outputs of the reverse counter are connected to the inputs of the same-name read-only memory, fifth, sixth, with the eighth, the eighth inputs of which are connected to the third, second, first, seventh buses for selecting the switching mode and reading permission, respectively, and the outputs of the first to sixth read-only memory are the outputs of the same name for the stepper motor control device.
Это устройство реализует известные режимы коммутации и стоянки для двигателей с различным числом фазных обмоток и обеспечивает работу шагового двигателя в режиме переменной тактности, управляемой по шинам выбора режима коммутации.This device implements the well-known switching and parking modes for motors with a different number of phase windings and ensures the operation of the stepper motor in a variable cycle mode controlled by the switching mode selection buses.
Однако данное устройство не обнаруживает неисправности и не указывает их адреса.However, this device does not detect a malfunction and does not indicate their address.
Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены первая, вторая, третья схемы свертки, выходы 10, 11, 12 постоянного запоминающего устройства, представляющие эталонные контрольные разряды кода Хэмминга, индикатор, блок усилителей мощности с датчиками тока и напряжения, при этом входы 1, 2, 4 первой схемы свертки, входы 1, 3, 4 второй схемы свертки, входы 2, 3, 4 третьей схемы свертки соединены с одноименными (логическими) выходами 1, 2, 3, 4 блока усилителей мощности, силовые выходы а, b, с, d которых соединены с фазными обмотками А, В, С, D шагового двигателя, выходы постоянного запоминающего устройства 10, 11, 12 соединены с одноименными входами схем свертки, выходы которых первый, второй, третий соединены с одноименными входами индикатора.The invention is aimed at expanding the functionality of the device. This is achieved by the fact that the first, second, third convolution schemes, outputs 10, 11, 12 of a permanent storage device representing the reference control bits of the Hamming code, an indicator, a block of power amplifiers with current and voltage sensors, the inputs 1, 2, 4 of the first convolution circuit, inputs 1, 3, 4 of the second convolution circuit, inputs 2, 3, 4 of the third convolution circuit are connected to the same (logical) outputs 1, 2, 3, 4 of the power amplifier block, power outputs a, b, c, d of which are connected to the phase windings A, B, C, D of the step d of the drive, the outputs of the permanent storage device 10, 11, 12 are connected to the inputs of the same name convolution schemes, the outputs of which the first, second, third are connected to the same inputs of the indicator.
На чертеже приведена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of a device.
Устройство содержит шины выбора режима коммутации 1-3, шину управления 4, тактовую шину 5, шину реверса 6, шину разрешения чтения 7, реверсивный 2/12 счетчик 8, постоянное запоминающее устройство 9, схемы свертки 14, 15, 16, индикатор 18, блок усилителей мощности 13.The device contains buses for selecting a switching mode 1-3, a control bus 4, a clock bus 5, a reverse bus 6, a read permission bus 7, a reverse 2/12 counter 8, read-only memory 9, convolution schemes 14, 15, 16, indicator 18, power amplifier unit 13.
Шины выбора режима коммутации 3, 2, 1 соединены со входами 5, 6, 7 постоянного запоминающего устройства соответственно, шина управления 4 подсоединена к первому входу реверсивного счетчика 8, тактовая шина 5 и шина реверса 6 подключены ко второму и третьему входам реверсивного счетчика соответственно, шина разрешения чтения 7 соединена с восьмым входом постоянного запоминающего устройства 9, выходы 1, 2, 3, 4 реверсивного счетчика соединены с одноименными входами постоянного запоминающего устройства 9, выходы которого 1-6 соединены с одноименными входами блока усилителей мощности 13, вторые (силовые) выходы которого а, b, с, d подключены к фазовым обмоткам А, В, С, D двигателя соответственно, а первые (логические) выходы блока усилителей мощности 1, 2, 3, 4 соединены соответственно со входами 1, 2, 4 первой схемы свертки 14, со входами 1, 3, 4 второй схемы свертки 15, а также со входами 2, 3, 4 третьей схемы свертки 16, выходы 1, 2, 3 которых подключены к одноименным входам индикатора 18, десятый вход первой схемы свертки 14, одиннадцатый вход второй схемы свертки 15, двенадцатый вход третьей схемы свертки 16 соединены соответственно с выходами 10, 11, 12 постоянного запоминающего устройства.The selection mode switching buses 3, 2, 1 are connected to the inputs 5, 6, 7 of the read-only memory, respectively, the control bus 4 is connected to the first input of the reverse counter 8, the clock bus 5 and the reverse bus 6 are connected to the second and third inputs of the reverse counter, respectively read permission bus 7 is connected to the eighth input of the read-only memory 9, the outputs 1, 2, 3, 4 of the reverse counter are connected to the same inputs of the read-only memory 9, the outputs of which 1-6 are connected to the same the strokes of the block of power amplifiers 13, the second (power) outputs of which a, b, c, d are connected to the phase windings A, B, C, D of the motor, respectively, and the first (logical) outputs of the block of power amplifiers 1, 2, 3, 4 are connected respectively, with the inputs 1, 2, 4 of the first convolution circuit 14, with the inputs 1, 3, 4 of the second convolution circuit 15, as well as the inputs 2, 3, 4 of the third convolution circuit 16, the outputs 1, 2, 3 of which are connected to the inputs of the same name indicator 18, the tenth input of the first convolution scheme 14, the eleventh input of the second convolution scheme 15, the twelfth input of the third convolution scheme 16 are respectively with outputs 10, 11, 12 of read-only memory.
Усилители мощности блока 13 содержат по два канала с общим входом в логических уровнях постоянного запоминающего устройства 9, первый канал (логический) формирует логическую переменную αi=DTi∧DHi, при этом DTi=DHi=1, если ток и напряжение в i фазе соответствуют номиналу, иначе ноль, второй канал (силовой) преобразует входной сигнал управления фазами (таблицы 1-3) до уровня, соответствующего требованиям технических условий на шаговый двигатель.The power amplifiers of block 13 contain two channels with a common input in the logical levels of the read-only memory 9, the first channel (logical) generates a logical variable α i = DT i ∧ DH i , with DT i = DH i = 1, if the current and voltage in the i phase correspond to the nominal value, otherwise zero, the second channel (power) converts the input phase control signal (tables 1-3) to a level that meets the specifications of the stepper motor.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При начальной установке устройства выполняется подключение фазных обмоток шагового двигателя к силовым выходам усилителей мощности. Например, выходы а, b, с усилителей мощности подключаются соответственно к обмоткам первой (А), второй (В), третьей (С) фазы трехфазного двигателя (таблица 1), что обеспечивает режимы коммутации трехтактной поочередной (таблица 1, код режима 111), шеститактной поочередной (таблица 2, код режима 011). При подключении четырехфазного двигателя его первая (А) - четвертая (D) обмотки соединяются с соответствующими выходами а, b, с, d усилителей мощности, обеспечивая режимы четырехтактной поочередной (код 101), либо четырехтактной парной (таблица 3, код 001) коммутации.During the initial installation of the device, the phase windings of the stepper motor are connected to the power outputs of the power amplifiers. For example, the outputs a, b, from power amplifiers are connected respectively to the windings of the first (A), second (B), third (C) phases of a three-phase motor (table 1), which provides three-cycle alternating switching modes (table 1, mode code 111) , six-cycle alternating (table 2, mode code 011). When a four-phase motor is connected, its first (A) - fourth (D) windings are connected to the corresponding outputs a, b, c, d of the power amplifiers, providing four-cycle alternating modes (code 101) or four-cycle pair (table 3, code 001) switching.
Коды режимов задаются старшими разрядами адреса a5a6а7 постоянного запоминающего устройства (чертеж), значение младших адресных разрядов которого а1, а2, а3, а4 представлено кодом состояния реверсивного счетчика на его выходах 1-4, старшие разряды кода режима определяются значением логических переменных на первой-третьей шинах выбора режима коммутации.The mode codes are set by the upper digits of the address a 5 a 6 a 7 of the read-only memory (drawing), the value of the lower address digits of which are 1 , 2 , a 3 , and 4 is represented by the status code of the reverse counter at its outputs 1-4, the highest digits modes are determined by the value of logical variables on the first or third buses for selecting the switching mode.
Значение логической переменной V=1 шины 4 управления разрешает счет импульсов, поступающих по тактовой шине 5 на увеличение или уменьшение кода состояния реверсивного счетчика в зависимости от уровня на шине 6 реверса.The value of the logical variable V = 1 of the control bus 4 allows the count of pulses arriving on the clock bus 5 to increase or decrease the status code of the reverse counter, depending on the level on the reverse bus 6.
Значение Е=0 устанавливает на выходе постоянного запоминающего устройства нули, обеспечивая режим обесточенной стоянки, значение задает режим стоянки под током, при Е=1 код содержимого постоянного запоминающего устройства по адресу а1а2а3а4а5а6а7 выводится на его выходные разряды b1-b6 (код управления коммутацией фаз двигателя) и c1-c3 (эталонный код контрольных разрядов по Хэммингу).The value E = 0 sets the output of the permanent storage device to zeros, providing a de-energized parking mode, the value sets the stand-by mode under current, at E = 1 the content code of the permanent storage device at the address a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 is output to its output bits b 1 -b 6 (control code for switching the motor phase switching) and c 1 -c 3 (Hamming reference bit code).
В таблицах 1-3 приведены примеры функционирования заявляемого устройства в режимах трехтактной поочередной (код режима 111), шеститактной поочередной (код режима 011), четырехтактной парной (код режима 001) коммутации. В таблице 1 строка 1 соответствует коду счетчика 1000, а слово, считанное из постоянного запоминающего устройства по адресу 1000111, равно 010101 (включение фазы В, фазы А, С обесточены, эталонные контрольные разряды c1=c3=1, c2=0).Tables 1-3 show examples of the operation of the inventive device in three-cycle alternating modes (mode code 111), six-cycle alternating (mode code 011), four-cycle pair (mode code 001) switching. In table 1, line 1 corresponds to the counter code 1000, and the word read from the permanent storage device at the address 1000111 is 010101 (the inclusion of phase B, phases A, C are de-energized, reference control bits c 1 = c 3 = 1, c 2 = 0 )
Если в устройстве нет неисправностей, то на логических выходах усилителей мощности появится код x3=x6=0, x5=1, а первая-третья схемы свертки сформируют код адреса отказа (синдром) S1=x1⊕x3⊕x5⊕x7=1⊕0⊕1⊕0=0, S2=x2⊕x3⊕x6⊕x7=0⊕0⊕0⊕0=0, S4=x4⊕x5⊕x6⊕x7=1⊕1⊕0⊕0=0, в соответствии с которым индикатор высветит цифру 0, указывающую на отсутствие отказов.If the device has no malfunctions, then the code x 3 = x 6 = 0, x 5 = 1 appears on the logic outputs of the power amplifiers, and the first or third convolution schemes generate the code of the failure address (syndrome) S 1 = x 1 ⊕x 3 ⊕x 5 ⊕x 7 = 1⊕0⊕1⊕0 = 0, S 2 = x 2 ⊕x 3 ⊕x 6 ⊕x 7 = 0⊕0⊕0⊕0 = 0, S 4 = x 4 ⊕x 5 ⊕x 6 ⊕x 7 = 1⊕1⊕0⊕0 = 0, according to which the indicator will display the number 0, indicating the absence of failures.
Пусть в фазе В произошел обрыв (DT2=0) или короткое замыкание обмотки двигателя (DH2=0) или замыкание на землю цепи b2 постоянного запоминающего устройства, т.е. x5=0, тогда в соответствии со строкой 4 таблицы 1 код счетчика равен 0010, а слово, считанное из постоянного запоминающего устройства по адресу 0010111, равно 010101, при этом в пятом разряде (x5) из-за отказа 1 заменена 0.Suppose that in phase B there is an open (DT 2 = 0) or a short circuit in the motor winding (DH 2 = 0) or a short to ground on the ground circuit b 2 of a permanent storage device, i.e. x 5 = 0, then, in accordance with line 4 of table 1, the counter code is 0010, and the word read from the permanent storage device at 0010111 is 010101, while in the fifth digit (x 5 ), 0 was replaced due to failure 1.
В этом случае код адреса неисправности определяется как S1=x1⊕x3⊕x5⊕x7=1⊕0⊕0⊕0=1, S2=x2⊕x3⊕x6⊕x7=0⊕0⊕0⊕0=0, S4=x4⊕x5⊕x6⊕x7=1⊕0⊕0⊕0=1, в соответствии с которым индикатор высветит цифру 5, указывая адрес отказа. Аналогично срабатывает устройство при отказах x3≡1 (строки 7, 8 таблицы 1), х3≡0 (строки 7, 8, 12 таблицы 2), x6≡1 (строки 13, 14, 15 таблицы 2), x7≡0 (строки 6, 7 таблицы 3), x5≡1 (строки 10, 11 таблицы 3).In this case, the fault address code is defined as S 1 = x 1 ⊕x 3 ⊕x 5 ⊕x 7 = 1⊕0⊕0⊕0 = 1, S 2 = x 2 ⊕x 3 ⊕x 6 ⊕x 7 = 0⊕ 0⊕0⊕0 = 0, S 4 = x 4 ⊕x 5 ⊕x 6 ⊕x 7 = 1⊕0⊕0⊕0 = 1, in accordance with which the indicator will highlight the number 5, indicating the address of the failure. The device responds similarly in case of failures x 3 ≡1 (rows 7, 8 of table 1), x 3 ≡0 (rows 7, 8, 12 of table 2), x 6 ≡1 (rows 13, 14, 15 of table 2), x 7 ≡0 (rows 6, 7 of table 3), x 5 ≡1 (rows 10, 11 of table 3).
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство SU 1415401, H02Р 7/62, опубликованное от 07.08.88. Бюл. №29.1. Copyright certificate SU 1415401, H02P 7/62, published from 07.08.88. Bull. No. 29.
2. Патент RU 2417512, H02P 8/00, опубликован 27.04.2011. Бюл. №12.2. Patent RU 2417512, H02P 8/00, published 04/27/2011. Bull. No. 12.
РЕЖИМ ТРЕХТАКТНЫЙ ПООЧЕРЕДНЫЙ. КОД РЕЖИМА a5а6а7=111THREE-START ALTERNATE MODE. MODE CODE a 5 a 6 a 7 = 111
x1x2c4 Reference control bits c 1 c 2 c 3
x 1 x 2 c 4
РЕЖИМ ШЕСТИТАКТНЫЙ ПООЧЕРЕДНЫЙ. КОД РЕЖИМА a5а6а7=011Six-step alternate mode. MODE CODE a 5 a 6 a 7 = 011
x1x2x4 Reference control bits c 1 c 2 c 3
x 1 x 2 x 4
РЕЖИМ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ПАРНЫЙ. КОД РЕЖИМА а5а6а7=001FOUR STROKE MODE PAIR. MODE CODE a 5 a 6 a 7 = 001
x1x2x4 Reference control bits c 1 c 2 c 3
x 1 x 2 x 4
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140328/07A RU2516528C2 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Device for stepped motor control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140328/07A RU2516528C2 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Device for stepped motor control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011140328A RU2011140328A (en) | 2013-04-10 |
RU2516528C2 true RU2516528C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=49151714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140328/07A RU2516528C2 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Device for stepped motor control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516528C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722417C1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-05-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Device for control of step motor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1415401A1 (en) * | 1987-01-26 | 1988-08-07 | Предприятие П/Я В-2969 | Arrangement for detecting failures in stepping electric drive |
SU1511840A2 (en) * | 1988-01-04 | 1989-09-30 | Предприятие П/Я М-5149 | Closed stepping electric drive |
RU2092964C1 (en) * | 1992-09-21 | 1997-10-10 | Хорошавин Валерий Степанович | Method and device for controlling stepping-motor drive |
RU10440U1 (en) * | 1998-10-01 | 1999-07-16 | Войсковая часть 20914 | LAMP FOR BARCAMERAS |
RU2417512C2 (en) * | 2009-06-02 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Device for step motor control |
-
2011
- 2011-10-04 RU RU2011140328/07A patent/RU2516528C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1415401A1 (en) * | 1987-01-26 | 1988-08-07 | Предприятие П/Я В-2969 | Arrangement for detecting failures in stepping electric drive |
SU1511840A2 (en) * | 1988-01-04 | 1989-09-30 | Предприятие П/Я М-5149 | Closed stepping electric drive |
RU2092964C1 (en) * | 1992-09-21 | 1997-10-10 | Хорошавин Валерий Степанович | Method and device for controlling stepping-motor drive |
RU10440U1 (en) * | 1998-10-01 | 1999-07-16 | Войсковая часть 20914 | LAMP FOR BARCAMERAS |
RU2417512C2 (en) * | 2009-06-02 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Device for step motor control |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722417C1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-05-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Device for control of step motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011140328A (en) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10620268B2 (en) | Faulty load detection for multi-phase electric motor | |
CN101336510B (en) | Method and circuit arrangement for determining the rotor position of an EC motor in the standstill state | |
CA2888207C (en) | Use of cooling fan in adjustable speed drives | |
JP5470549B2 (en) | Power converter | |
JP2016021850A (en) | Method for detecting motor stall and electronic circuit | |
KR101331028B1 (en) | Fault switch diagnosis apparatus and method of 3 level t type inverter | |
Sova et al. | Fault tolerant BLDC motor control for Hall sensors failure | |
KR101307104B1 (en) | Driver circuit of single-phase brushless motor | |
RU2516528C2 (en) | Device for stepped motor control | |
EP3369164A1 (en) | Sensing failure of a capacitor in a converter | |
US9602030B2 (en) | Motor drive circuit and motor thereof | |
KR102270421B1 (en) | Apparatus and method for amending current sensing of brushless dc motor | |
US9780703B2 (en) | Power supply for multiphase motor providing recirculation compensation features and related methods | |
US20130229139A1 (en) | Motor control device and out-of-step detecting method of stepping motor | |
RU2440664C1 (en) | Three-six stroke pulse distributor | |
JP6060881B2 (en) | Motor control device | |
RU2523047C2 (en) | Device for failure detection in step electric drive | |
CN110247570B (en) | Half-bridge driving circuit, related integrated circuit and system | |
CN109905059B (en) | Sensorless direct current brushless motor control method and device | |
JP5738685B2 (en) | Brushless motor drive control device and rotation abnormality detection method | |
KR101967459B1 (en) | Method for detecting error of 3-phase motor's hall sensor and 3-phase motor control device | |
RU2526859C2 (en) | Three-phase pulse distributor with autocorrection of single errors | |
RU2516269C2 (en) | Device for stepped motor control | |
RU2475933C2 (en) | Four-stroke reversive pulse distributor for control of stepper motor with automatic correction of individual errors | |
RU2526855C1 (en) | Multifunctional distributor for step motor control |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141005 |