SU1612371A1 - Device for monitoring overload of stepping motor - Google Patents
Device for monitoring overload of stepping motor Download PDFInfo
- Publication number
- SU1612371A1 SU1612371A1 SU894633762A SU4633762A SU1612371A1 SU 1612371 A1 SU1612371 A1 SU 1612371A1 SU 894633762 A SU894633762 A SU 894633762A SU 4633762 A SU4633762 A SU 4633762A SU 1612371 A1 SU1612371 A1 SU 1612371A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- control
- outputs
- inputs
- pulse
- comparison
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике, а именно к устройствам управлени шаговыми двигател ми, и может быть использовано в малогабаритном приводе с шаговыми двигател ми. Целью изобретени вл етс снижение габаритов и массы привода. Контроль за механической перегрузкой осуществл етс с помощью анализа изменени частоты управл ющих сигналов с выхода стабилизаторов тока. Благодар этому отпадает необходимость установки электромеханического датчика на оси шагового двигател . Дополнительные преимущества - большее быстродействие, возможность контрол работоспособности усилител мощности и отработки каждого управл ющего импульса. Устройство позвол ет разместить собственно элементы контрол не в самом приводе, а в контрольной аппаратуре. 4 ил.The invention relates to electrical engineering, namely, control devices for stepper motors, and can be used in a compact drive with stepper motors. The aim of the invention is to reduce the size and weight of the drive. The mechanical overload control is carried out by analyzing the change in the frequency of the control signals from the output of the current stabilizers. Due to this, there is no need to install an electromechanical sensor on the axis of the stepper motor. Additional benefits are greater speed, the ability to monitor the performance of the power amplifier and the testing of each control pulse. The device allows the control elements to be placed not in the drive itself, but in the control equipment. 4 il.
Description
{Г.{G.
сwith
Изобретение относитс к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном электроприводе, преимуш,ественно с малогабаритными двигател ми .The invention relates to the control of electric machines and can be used in a discrete electric drive, preferably with small-sized motors.
Цель изобретени - уменьшение массы и габаритов привода.The purpose of the invention is to reduce the weight and dimensions of the drive.
На фиг. 1 приведена схема привода, включающа устройство дл контрол ; на фиг. 2 - пример выполнени формировател импульсов; на фиг. 3 - пример выполнени блока сравнени ; на фиг. 4 - циклограмма работы устройства.FIG. 1 shows a drive circuit including a control device; in fig. 2 shows an embodiment of a pulse former; in fig. 3 shows an exemplary embodiment of a comparison unit; in fig. 4 - cyclogram of the device.
Привод содержит первую I, вторую 2, третью 3, четвертую 4 фазные обмотки шагового двигател , первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8 фазные ключи, первый 9, второй 10 регулируюш,ие ключи, первый 11, второй 12 регул торы тока, первый 13, второй 14 резисторы обратной св зи по току, первый 15, второй 16 диоды контура регулировани , распределитеаь 17 импульсов, первый 18, второй 19, третий 20, четвертый 21The drive contains the first I, second 2, third 3, fourth 4 phase windings of a stepper motor, first 5, second 6, third 7, fourth 8 phase switches, first 9, second 10 adjusters, first keys 11, second 12 current regulators , the first 13, the second 14 current feedback resistors, the first 15, the second 16 diodes of the control loop, distribute 17 pulses, the first 18, the second 19, the third 20, the fourth 21
форсировочные диоды, форсировочный резистор 22, форсировочный конденсатор 23, формирователь 24 импульсов, первый 25, второй 26 блоки сравнени , первый 27, второй 28 элементы И, элемент ИЛИ 29.forcing diodes, forcing resistor 22, forcing capacitor 23, shaper 24 pulses, first 25, second 26 comparison blocks, first 27, second 28 AND elements, OR element 29.
Входом привода вл етс вход 30 распре- делитат 17 импульсов, выходы 31-34, распределител импульсов соединены с входами первого 5, тоетьего 7, второго 6, четвертого 8 фазных ключей, выход 35 регул тора 11 тока соединен с входом регу.-ч рующего ключа 9 и первым входом формировател 24 импульсов, выход 36 первого 9 регулирующего ключа соединен с фазными обмотками и 2 и диодом 15, выход 37 регул тора 12 тока соединен с входом регулирующего ключа 10 и вторым входом формировател 24 импульсов, выход 38 второго 10 регулирующего ключа соединен с фазными обмотками 3 и 4 и диодом 16. Формирователь 24 имеет выходы 39-48.The drive input is the input 30 of the pulse distribution 17, the outputs 31-34, the pulse distributor is connected to the inputs of the first 5, current 7, second 6, fourth 8 phase switches, the output 35 of the current regulator 11 is connected to the input of the regulator. the key 9 and the first input of the pulse driver 24, the output 36 of the first 9 regulating switch is connected to the phase windings and 2 and the diode 15, the output 37 of the current regulator 12 is connected to the input of the control switch 10 and the second input of the pulse former 24, the output 38 of the second 10 adjustment key connected to phase winding and 3 and 4 and the diode 16. The generator 24 has outputs 39-48.
Первый 39. шестой 44 выходы формировател 24 импульсов соединены с входами сокThe first 39. The sixth 44 outputs of the former 24 pulses are connected to the juice inputs.
оabout
ответственно первого 25 и второго 26 блоков сравнени , предназначенными дл начальной установки, второй 40, седьмой 45 выходы формировател 24 импульсов соединены с входами , соответственно первого 25 и второго 26 блоков сравнени , предназначенными дл приема первой серии импульсов (при вычитании), а третий 41, восьмой 46 - дл второй серии импульсов (при сложении), четвертый 42, дев тый 47 выходы формировател 24 импульсов соединены с входами соответственно первого 25 и второго 26 блоков сравнени , предназначенными дл переключени направлени счета, п тый 43, дес тый 48 выходы формировател 24 импульсов соединены с вторыми входами соответственно первого 27 и второго 28 элементов И, выход 49 первого 27 элемента И, выход 50 второго 28 элемента И соединены с входами элемента ИЛИ 29.responsibly the first 25 and second 26 comparison units intended for initial installation, the second 40, seventh 45 outputs of the pulse generator 24 are connected to the inputs of the first 25 and second 26 comparison blocks, respectively, intended to receive the first series of pulses (when subtracted), and the third 41 , eighth 46 - for the second series of pulses (when added), fourth 42, ninth 47 outputs of the pulse former 24 are connected to the inputs of the first 25 and second 26 comparison blocks, respectively, to switch the counting direction, 43 fifth, tenth outputs 48 pulse shaper 24 connected to the second inputs respectively of the first 27 and second 28 elements AND, the output 49 of the first AND gate 27, the output 50 of the second AND gate 28 are connected to the inputs of OR element 29.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При поступлении на вход 30 распределител 17 импульсов сигналов, распределитель 17 импульсов вырабатывает последовательность импульсов на первом 31, втором 32, третьем 33, четвертом 34 выходах, поступающую на входы первого 5, третьего 7, второго 6, четвертого 8 фазных ключей, подключающих к источнику питани соответственно первую 1, третью 3, вторую 2, четвертую 4 фазные обмотки.Upon receipt at the input 30 of the distributor 17 pulses of signals, the distributor 17 pulses produces a sequence of pulses on the first 31, second 32, third 33, fourth 34 outputs coming to the inputs of the first 5, third 7, second 6, fourth 8 phase switches connecting to the source power, respectively, the first 1, third 3, second 2, fourth 4 phase windings.
Первый резистор 13 обратной св зи по току, первый 5 или второй 6 фазные ключи с соответствующими первой 1 и второй 2 фазами шагового двигател , первый 9 регулирующий ключ, первый регул тор 11 тока, первый диод 15 контура регулировани тока , действук щие по принципу «токовой коридор образуют контур регулировани тока.The first current feedback resistor 13, the first 5 or second 6 phase switches with the corresponding first 1 and second 2 phases of the stepper motor, the first 9 adjustment key, the first current regulator 11, the first diode 15 of the current control loop, operating according to the principle current path form a current control loop.
Аналогичный контур регулировани тока образуют элементы: второй резистор 14, третий 7 и четвертый 8 фазные ключи, треть 3 и четверта 4 фазы шагового двигател , второй 10 регулирующий ключ, второй регул тор 12 тока, второй 16 диод контура регулировани , первый 18, второй 19, третий 20, четвертый 21 форсировочные диоды, фор- сировочный резистор 22, форсировочный конденсатор 23 образуют цепь форсировки в соответствующей обмотке при ее отключении .The same current control loop consists of the following elements: the second resistor 14, the third 7 and the fourth 8 phase switches, the third 3 and the fourth 4 phases of the stepper motor, the second 10 adjustment key, the second regulator 12, the second 16 control diode, the first 18, the second 19 , third 20, fourth 21 forcing diodes, forcing resistor 22, forcing capacitor 23 form a forcing circuit in the corresponding winding when it is turned off.
При вращении ротора шагового двигател во врем поворота происходит периодическое изменение электромагнитных свойств системы ротор - статор и соответственное изменение электромагнитных свойств подключенной обмотки, что выражаетс в изменении частоты регулировани тока в данной обмотке . Конкретно это вление выражаетс в том, что в момент поворота во вновь подключенной обмотке существенно увеличиваетс частота регулировани тока ( 50%).When the rotor of the stepper motor is rotated during rotation, a periodic change in the electromagnetic properties of the rotor-stator system and a corresponding change in the electromagnetic properties of the connected winding occur, resulting in a change in the frequency of current control in this winding. Specifically, this phenomenon is expressed in the fact that at the time of rotation in the newly connected winding the current control frequency increases significantly (50%).
На циклограмме (фиг. 4) отмечены временные интервалы существенного повышени частоты, как Т|,2 дл первой 1 и второй 2 и как тз,4 дл третьей 3 и четвертой 4 обмоток шагового двигател .On the cyclogram (Fig. 4), the time intervals of a significant increase in frequency are marked as T |, 2 for the first 1 and second 2 and as 3, 4 for the third 3 and fourth 4 windings of the stepping motor.
Следует отметить, что поворот сказываетс и на частоте регулировани тока некоммутируемой обмотки, но значительно меньше и в течение меньшего временного интервала (это изменение на диаграммеIt should be noted that the turn affects the frequency of current regulation of the non-switched winding, but significantly less and for a shorter time interval (this is a change in the diagram
0 (фиг. 4) условно не показано). Диаграмма, показанна на фиг. 4 (35-38) характерна дл работы шагового двигател на частоте приемистости.0 (Fig. 4) conventionally not shown). The diagram shown in FIG. 4 (35-38) is characteristic for the operation of a stepper motor at the frequency of pickup.
При механическом торможении шагового двигател при поступлении управл ющихDuring mechanical deceleration of a stepper motor at the arrival of control
импульсов 31-34 (фиг. 4) на фазные ключи 5-8 не происходит поворота оси шагового двигател в пределах периода управлени какой-либо фазы, частота регулировани тока в обмотках поддерживаетс по0 сто нной в пределах этого периода и может отличатьс на величину случайных отклонений частоты регулировани регул тора тока. На диаграмме (фиг. 4) это показано условно в момент времени ti. Сравнива частоту регулировани (или количество импуль5 сов за один и тот же временной интервал ) тока в фазе в течение интервала времени , соответствующего ожидаемому повороту и в течение интервала времени после окончани ожидаемого поворота, можно установить факт механического торможени . В этом случае при поступлении на входы формировател 24 импульсов сигналов с выходов 35 и 37, первого 11 и второго 12 регул торов тока он вырабатывает последовательности импульсов на своих выходах 39-48 согласно фиг. 4. pulses 31-34 (Fig. 4) on the phase switches 5-8, the axis of the stepping motor does not rotate within the control period of any phase, the frequency of current control in the windings is kept constant within this period and may differ by the amount of random deviations frequency control current regulator. In the diagram (Fig. 4) this is shown conditionally at the time ti. By comparing the frequency of adjustment (or the number of pulses per one and the same time interval) of the current in the phase during the time interval corresponding to the expected turn and during the time interval after the end of the expected turn, the fact of mechanical braking can be established. In this case, when pulses of signals from outputs 35 and 37, first 11 and second 12 current controllers arrive at the shaper 24 inputs, it produces pulse sequences at its outputs 39-48 according to FIG. four.
На первом 39 и шестом 44 выходах формируютс импульсы, устанавливающие соответствующие блоки 25 и 26 сравнени в исходное состо ние перед началом контрол , на втором 40 и третьей 41 выходах фор0 мируютс импульсы, частота которых (или количество за одинаковый временной интервал ) сравниваетс (эти интервалы относ тс к двум половинам периода подключени первой или второй обмоток).At the first 39 and sixth 44 outputs, pulses are formed, setting the corresponding comparison blocks 25 and 26 to the initial state before the start of control, at the second 40 and third 41 outputs, pulses are formed, whose frequency (or number for the same time interval) is compared (these refer to two half of the connection period of the first or second windings).
Указанные импульсы поступают на вхо5 ды первого 27 устройства сравнени .These pulses are received at the inputs of the first 27 comparison device.
На четвертом 42 выходе формируетс сигнал в виде импульса, определ ющего направление счета (в данном случае наличие импул1ьса - сложение, отсутствие - вычитание ) и относ щийс к интервалу, во врем которого вы вл етс факт механического торможени .At the fourth 42 output, a signal is generated in the form of a pulse determining the counting direction (in this case, the presence of an impulse — addition, no — subtraction) and related to the interval during which the fact of mechanical braking is detected.
На п том 43 выходе формируетс сигнал разрешени на пропуск через первый элемент И 27 сигнала о механической переg грузке на выход через элемент ИЛИ 29. Сигналы на шестом 44, седьмом 45, восьмом 46, дев том 47 и дес том 48 выходах формировател 24 импульсов аналогичныAt the 43 rd output, a permission signal is generated to pass a mechanical overload to the output through the OR element 29 through the first element 27 of the signal 29. The signals at the sixth 44, seventh 45, eighth 46, ninth 47 and ten 48 shaper outputs 24 pulses are similar
00
5five
00
сигналам на первом 39, втором 40. третьем 41, четвертом 42 и п том 43 выходах. Формирователь 24 импульсов включает в себ фильтры 50 и 51, предназначенные дл выделени импульса установки в начальное положение блоков 25 и 26 сравкени и представл ющие из себ , например, RC-цепь и триггер, Шмитта. Эти фильтры задерживают короткие импульсы и пропускают длинный импульс.the signals on the first 39, second 40. third 41, fourth 42 and fifth 43 outlets. Pulse shaper 24 includes filters 50 and 51, designed to isolate the impulse of setting units 25 and 26 of the comparison to the initial position, which are, for example, an RC circuit and a Schmitt trigger. These filters delay short pulses and pass a long pulse.
этот сигнал можно использовать дл отключени питани шагового двигател , можко использовать только дл регистрации при кратковременной перегрузке.This signal can be used to turn off power to a stepper motor, and can only be used to register for transient overload.
Устройство обладает также дополнитель- 5 ными преимуществами: если при Э1ссплуата- ции механическа нагрузка стабильна, а контроль механической перегрузки н.еобхо- дим тшько при изготовлении и испытании привода, то собственно контрольное устБлоки 25 и 26 сравнени сравнивают ко- ю ройство может быть установлено отаег/ьно личества импульсов, поступающие с второ-в контрольной аппаратуре, что дает удобствоThe device also has additional advantages: if during mechanical operation the mechanical load is stable, and the control of the mechanical overload is not necessary in the manufacture and testing of the drive, then the actual control unit can be set to compare Amplitude of pulses coming from second-in control equipment, which gives convenience
го 40 и третьего 41 выходов формирова-в эксплуатации по сравнению с известнымтел 24 импульсов дл первого блока 25 и сповышаетс быстродействие так как сигседьмого 45 и восьмого 46 выходов дл ВТО-нал о перегрузке выдаетс после максирого блока 2Ь.мум двух управл ющих на входе 30 имСравнение производитс с точностью до пульсов, а в известном - nocie 3- устрой- величины случайных отклонений., СТЕО позвол ет дополнительно контролироЬлоки сравнени могут быть реализова-вать отработку аждого шага по импульсны , например, как показано на фиг. 3 в виде - -трех логических элементов: ИЛИ 55, реверсивного счетчика 56 и элемента НЕ 57.40 and the third 41 outputs are form-operated as compared to the known 24 pulses for the first block 25 and the performance is improved as the seventh 45 and eighth 46 outputs for the VTO overload are issued after the maximum block 2b. Comparison is performed with an accuracy of pulses, and in the well-known nocie 3-device, the magnitude of random deviations. The STEO allows additionally controlling comparison blocks to be implemented in pulsing each step, for example, as shown in FIG. 3 in the form of - three logic elements: OR 55, a reversible counter 56 and an HE element 57.
После записи импульсом начальной установки 39 (44) начальной уставки, равной двойной величине случайного отклонени числа импульсов, счетчик работает на вычитание , а после переключени направлени счета - на сложение.After the pulse has recorded the initial setting 39 (44) of the initial setpoint equal to twice the random deviation of the number of pulses, the counter works on subtraction, and after switching the counting direction to addition.
Таким образом, если втора пачка импульсов , приход ща во врем работы на сложение, равна по количеству импульсовThus, if the second burst of impulses arriving during work on addition is equal in the number of impulses
ным сигналам с выходов блоков 25 и 26 сравнени во врем работы этих устройствsignals from the outputs of comparison units 25 and 26 during the operation of these devices
20 на вычитание; сигналы, идущие с выходов первого 39 и щестого 44 формировател импульсов могут характеризовать исправность работы усилител мощности, так как посто нный «О или «1 будут характеризовать отказ устройства управлени ; уже20 on subtraction; the signals coming from the outputs of the first 39 and the pulse 44 of the pulse generator can characterize the serviceability of the power amplifier, since a constant "O or" 1 will indicate a failure of the control device; already
25 существующие приводы легко оснастить средством контрол механической перегрузки без переделки собствен1 ого привода. 25 it is easy to equip existing drives with a means of controlling a mechanical overload without reworking your own drive.
пачке импульсов, приход щих во врем работы на вычитание, то на выходе 49 (50) сформируетс сигнал переполнени счетчика , что говорит о механической перегрузке оси шагового двигател .a burst of impulses arriving during subtraction work, then a counter overflow signal is generated at output 49 (50), which indicates a mechanical overload of the stepper motor axis.
30thirty
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894633762A SU1612371A1 (en) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | Device for monitoring overload of stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894633762A SU1612371A1 (en) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | Device for monitoring overload of stepping motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1612371A1 true SU1612371A1 (en) | 1990-12-07 |
Family
ID=21421149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894633762A SU1612371A1 (en) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | Device for monitoring overload of stepping motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1612371A1 (en) |
-
1989
- 1989-01-09 SU SU894633762A patent/SU1612371A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1111246, кл. Н 02 Р 8/00, 1984. Авторское свидетедьство СССР № 1356175. кл. Н 02 Р 8/00, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4074179A (en) | Position detection methods and apparatus for stepping motors | |
US4136308A (en) | Stepping motor control | |
US5539608A (en) | Electronic interlock for electromagnetic contactor | |
US4382217A (en) | Starting control circuit for an A.C. motor | |
US4392098A (en) | RPM Sensor for electronic motor braking | |
US20030128003A1 (en) | Methods and apparatus to improve the performance of universal electric motors | |
US3953776A (en) | Digital motor speed control circuit | |
SU1612371A1 (en) | Device for monitoring overload of stepping motor | |
JPH0232799A (en) | Electric stepping motor having load angle regulator and its operation | |
US3192461A (en) | Pulse fed motor system including memory circuit | |
KR0138780B1 (en) | Method for controlling the current direction of d.c motor | |
US4672282A (en) | Stepping motor control circuit | |
SU1612372A1 (en) | Device for controlling stepping motor | |
SU1372571A1 (en) | Method of controlling current of adaptive electric drive | |
JP2002223584A (en) | Controller for dc motor | |
SU989716A1 (en) | Method of braking dc electric motor | |
SU1718346A1 (en) | Gate switch controlled | |
SU1548836A1 (en) | Dc electric drive | |
SU1667215A1 (en) | Electric motor speed control device | |
SU873215A1 (en) | Device for electric drive speed governing | |
SU1473058A1 (en) | Electric drive | |
SU1480076A1 (en) | Dc electric drive | |
SU1464270A1 (en) | Power regulating device | |
SU591769A1 (en) | Rotation speed monitor | |
SU647806A1 (en) | Power-diode electric motor |