SU1415401A1

SU1415401A1 - Устройство дл обнаружени отказов в шаговом электроприводе

Info

Publication number: SU1415401A1
Application number: SU874184536A
Authority: SU
Inventors: Виталий Николаевич Масалков
Original assignee: Предприятие П/Я В-2969
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1988-08-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в шаговом электроприводе с програмным упраапением. Цель изобретени - расширение функциональнь1х возможностей устройства дл обнаружени отказов в шаговом электроприводе путем обна-

Description

(Л

о«

СЛ

4

Фиг./

l

ружени отказов типа обрыв. Устройство содержит блок 16 синхронизациц, логическое устройство I1, включающее реверсивный кольцевой сдвиговый ре гистр 9 и элемент 10 сравнени кодов , а также пороговые датчики 2 тока , включенные в цепь 1саждой фазы шагового двигател (ШД) 1 и пороговые датчики 7 напр жени , подключенные параллельно каждой фазе, причем выходы датчиков тока подключены к Первым входам логических схем И 8, а выходы датчиков напр жени - к вторым входам схем И 8, выходы которых подключены к разр дным входам кольцевого реверсивного сдвигового регистра 9 и входам сравнени А элемен5AOI

та 10. Импульсы, поступающие по шине 15 тактовых импульсов , сдвигают информацию, записанную в первом такте, в регистр 9 синхронно с изменением управл ющих импульсов ПЩ 1 по шинам 3-6. На элементе 10 происходит потактное сравнение эталонной информации с выходов регистра 9 и действительной информации с фаз ШД I, поступающей с датчиков 2 и 7 через логическую схему И 8. При несовпадении этой информации в случае обрыва или короткого замыкани обмоток ШД 1 ипи прекращении поступлени управл ющих импульсов по шинам 3-6 на выходе устройства по вл етс сигнал отказа, 3 ил.

1

Изобретение относитс к управлёнию электрическими машинами и может быть использовано в щаговом электроприводе с программным управлением.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем обнаружени отказов типа обрыв.

На фиг.I приведена функциональна схема устройства применительно к че- тьфехфазному шаговому двигателю с симметричной парной коммутацией; на фиг.2 - схема блока синхронизации; на фиг. J - временные диаграммы сигналов в устройстве.

Устройство дл обнаружени отказов и шаговом электроприводе содержит шаговый двигатель (ШД) 1 с фазами а, Ь, с, d, в цепь каждой фазы которого включены пороговые датчики 2 тока между обмотками ШД 1 и входами 3-6 управлени шаговьми двигател ми , .а параллельно каждой обмотке ШД 1 включены пороговые датчики 7 напр жени , выходы которых подключены к одному из входов логической схемы И 8, к другому входу которой подключены выходы пороговых датчиков 2 тока.

Выходы логических схем И 8 подключены к разр дным входам кольцевого реверсивного сдвигового регистра 9 и входами А сравнени элемента

10 сравнени кодов, вход ших в состав логического устройства 1I, выходы В сравнени элемента 10 сравнени кодов подключены к выходам ре- гистра 9, а выход элемента 10 сравнени кодов вл етс выходом 12 устройства .

Шина 13 установки начального состо ни подключена к входу разрешени записи кольцевого реверсивного сдвигового регистра 9, шина 14 реверса - к его входу реверса, а шина 15 тактовых импульсов подключена к входу блока 16 синхронизации, первый выход 17 которого подключен к входу сдвига регистра 9, а второй выход 18 - к входу разрешени сравнени элемента 10 сравнени кодов.

Пороговый датчик 2 тока содержит резистор и подключенный параллельно к нему светодиод оптрона. При протекании через резистор тока больше заданной величины падение напр жени на резисторе становитс достаточным дл включени светодиода оп- трона, с выхода которого сигнал поступает на схему И 8.

Пороговый датчик 7 напр жени состоит из резистора и светодиода опт0

5

0

рона, включенного последовательно с резистором. При подаче на датчик напр жени вьше заданной величины,

3lA

ток через светодиод, определ емый резистором, становитс достаточным дл включени светодиода оптрона, с выхода которого сигнал поступает па схему И 8.

Блок 16 синхронизапии (фиг,2) содержит два одновибратора 19 и 20 и два элемента 21 и 22 задержки, включенных последовательно.

Устройство работает следующим образом,

На ШД 1 поступают сигналы запитки обмоток, например, комбинаци abed (символ без черты означает высокий потенциал, а с чертой - низкий). При этом по обмоткам а и b протекает ток и датчики 2 в этих фазах ШЛ 1 срабатывают. Падение напр жени на обмотках а и Ь включает и датчики напр жени , подключенные к этим обмоткам . Таким образом, на всех входах схем И 8, подключенных к датчикам фаз а и Ь,.присутствуют сигналы, следовательно, и на их выводах по вл етс сигнал. На выходах двух других схем И сигналы отсутствуют. По шине 13 установки начального состо ни поступает сигнал разрешени параллельной записи на вход регистра 9. На вход блока 16 синхронизации по шине 15 тактовых импульсов поступает сигнал и, по по влению сигнала на первом выходе 17 блока 16 синхронизации происходит запись комбинации на выходах схем И 8 в регистр 9. Записанна в регистр 9 информаци поступает с его выходов на входы В сравнени элемента Ю сравнени кодов, на входах А сравнени которого присутствует информаци с выходов схем И 8, соответствующа состо нию запитки обмотки ШД 1.

Таким образом, комбинации на входах А и В сравнивани элемента 10 .сравнени кодов одинаковы и на выходе 12 устройства сигнал отказа отсутствует , а регистр 9 запоминает информацию , записанную с выходов схем И.В

Первоначальна запись информации производитс один раз в начале работы ШД 1, Повтор записи во врем работы может быть использован дл коррекции запитки обмоток в результате обнаружени отказа,

Дп осуществлени вращени ШД 1 по цеп м 3-6 падаютс импульсы запитки обмоток и л - Ug, При этом в блок 16 синхронизации по шине 15 подаютс

5401

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тактовые импульсы U , начина с второго импульса, Одновибратор 19 запускаетс сигналами, поступающими с шины 15, и вырабатывает короткий импульс , который задерживаетс элемен- тпм 21 задержки на врем , необходимое дл завершени переходных процессов в обмотках ШД 1, датчиках 2 и 7 и схеме И 8. С выхода элемента 21 задержки импульс . поступает на первый выход блока 16 синхронизации и на вход второго одновибратора 20, Последний вырабатывает короткий импульс, которьл задерживаетс на врем , необходимое дл завершени переходных процессов в регистре 9 при сдвиге или записи в него информации, и по вл етс на втором выходе 18 олока 16 синхронизации. Импульс с выхода 17 сдвигает информацию в регистре 9, а импульс с выхода 18 поступает на вход разрешени срав} ени элемента 10 сравнени кодов.

Вращение 1ЧД I в противоположную сторону осуществл етс при формировании на входах обмоток 3-6 времен- HOI1 диаграммы импульсов, соответствующей по времени наличию сигнала по шине I4 реверса. При этом сдвиг информации в регистре 9 также реверсируетс .

При отсутствии неисправностей после первого сдвигающего импульса, поступившего по шине 14 тактовых импульсов (и , второй импульс), на фазах ШД 1 по вл етс комбинаци abed (при отсутствии сигнала реверса ) , т.е, запитаны обмотки Ь и с. Срабатывают датчики, тюдключенные к этим обмоткам, и комбинаци ibcd по вл етс на выходах схем И 8, и, следовательно, на входах А сравнени элемента 10 сравнени кодов. После второго импульса сдвига по вл етс комбинаци abed, после третьего - abed, после четвертого - abed. Такие же комбинации по вл ютс на выходах регистра 9 в результате синхронного с вращением ШД 1 сдвига информации, записанной в регистр 9 перед началом вращени . Информаци с выхода регистра 9 поступает на входы В элемента 10, сравнени кодов. Так как на входах А и В сравнени элемента 10 сравнени одинаковые сигналы, то с приходом на его вход управлени сигналов с второго выхода 18 блока синхронизации на его выходе и, следователь5I

но, на выходе 12 устройства сигнал отказа отсутствует.

При отсутствии запитки какой-либо фазы ШД I, например, но цепи 3 датчики 2 и 7, подключенные к этой фазе не вьфабатывают сигнала и на выходе соотвктствующей СХРМЫ И 8 нет сигнала , что приводит к пропаданию сигналов на соответствующем входе регистра 9. Вместо требуемой последователь ности комбинаций имеет место последовательность: в первом такте abed, во втором - abc(f, в третьем - abed, в четвертом - abed. В регистр 9 в такте запитки ШД 1 записываетс код 0100, измен ющийс с приходом первого тактового импульса г блока синхронизации на код 0010. Следовательно , во втором такте на выходе регист ра 9 код 0010 не совпадает с кодом 0110, соответствующим комбинации второго такта abed на входах А элемента 10 сравнени кодов. На выходе последнего и выходе 12 устройства в этом такте по вл етс сигнал отказа .

Аналогичным образом устройство фиксирует и посто нную запитку-фазы ЦЩ 1. При посто нной запитке, на- . пример, фазы а требуема последовательность комбинаций измен етс на последовательность abed, abed, abed, abed. Элемент 10 сравнени при совпадении с информацией на выходах регистра 9 вырабатывает сигнал отказа .

Неисправность типа замыкание цепи обмотки ШД I, например, фазы а приводит к тому, что пороговый датчик напр жени не вырабатывает сигг нал и соответствующа схема И 8 не включаетс , несмотр на присутствие сигнала с порогового датчика тока. Это приводит к по влению последовательности abed, abed, abed, abed, также отличающейс от требуемой.

Неисправность типа обрыв обмотки ШД 1, например, фазы а приводит к тому, что пороговый датчик тока не вырабатывает сигнал и соответствующа схема И 8 не включаетс , несмотр на присутствие сигнала с порогового датчика напр жени . Это приводит к по влению последовательности ком15А01 6

бинаций abeJ, abeJ, abed, , также отличающейс от требуемой,

Предпагемое устройство обнаруживает неисправность типа пропуск шагов, Если на обмотки ШД I по какой-либо причине в течение нескольких (хот бы двух) тактовI . приходит одна и та же комбинаци , например, abed, IQ то уже в следующем такте на выходе элемента 10 сравнени и выходе 12 устройства по вл етс сигнал отказа .

Устройство обнаруживает любую, от- 15 личающуюс от обусловленнрй, выдачу сигналов на обмотки ШД 1, а также короткое замыкание и обрыв в обмотке двигател при любом алгоритме коммутации .

20

Форм у л а изобретени

Устройство дл обнаружени отказов в шаговом электроприводе, содержащее

25 блок синхронизации и логический блок, включаюЕ1ИЙ в себ кольцевой реверсивный сдвиговый регистр и элемент сравнени кодов, входы которого соединены с разр дными входами записи и вы30 ходами сдвигового регистра, вход per верса которого соединен с шиной реверса электропривода, вход разрешени записи - с шиной установки начального состо ни , вход сдвига - с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с входом разрешени сравнени элемента сравнени кодов, вход - с щиной тактовых импульсов электропривода, при этом

.д выход элемента сравнени кодов вл етс выходом устройства, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем обнаружени отказов типа об45 Рь в введены элементы 2И по чисЛу фаз двигател , пороговые датчики тока и пороговые датчики напр жени , подключенные параллельно фазам двигател , в цепи которых включены поg роговые датчики тока, выходы которых подключены к первым входам элементов 2И, вторые входы которых подключены к выходам пороговых датчиков напр жени тех же фаз, а выходы - к разр дным входам записи кольцевого

35

55

реверсивного сдвигового регистра.

16

L..

3.

«

5. б г

X

п пп пппппп

п пп п п п п п п

п fL

п п п п п п п

п

9аг.2

Г

L

.

Claims

Ф о р м у.л а изобретения

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе, содержащее блок синхронизации и логический блок, включающий в себя кольцевой реверсивный сдвиговый регистр и элемент сравнения кодов, входы которого соединены с разрядными входами записи и выходами сдвигового регистра, вход ре* верса которого соединен с шиной реверса электропривода, вход разрешения записи - с шиной установки начального состояния, вход сдвига - с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с входом разрешения сравнения элемента сравнения кодов, вход - с шиной тактовых импульсов электропривода, при этом выход элемента сравнения кодов является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обнаружения отказов типа обрыв, введены элементы 2И по числу фаз двигателя, пороговые датчики тока и пороговые датчики напряжения, подключенные параллельно фазам двигателя, в цепи которых включены пороговые датчики тока, выходы которых подключены к первым входам элементов 2И, вторые входы которых подключены к выходам пороговых датчиков напряжения тех же фаз, а выходы - к го датчика напряжения. Это приводит к появлению последовательности комразрядным входам записи кольцевого реверсивного сдвигового регистра.

Фиг. 2

0,з Γ~Ί___________________________________________ ^аз_CZZZI______rzn______ι__________ 1____ ί ι________________________ι Ί___________________

0_S _ r~-----1 I .......Π r~

0s_______I------------- Π____E=__

Π Π Π Π 0 Π 0 0 0 ^4____________ι :.::

01Ί Π Π Π Π Π Π___о___□___0_____

Uh Π Π Π Π__Π__□___D__D.....-Π___ фиг.З