Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в системах управления шаговыми двигателями с любым числом фаз и многорежимной коммутацией в дискретных системах автоматизированного электропривода с повышенными требованиями к надежности его функционирования . Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем обеспечения контроля состояний шагового электропривода при несимметричной коммутации. Устройство содержит блок 7 синхронизации , первый кольцевой реверсивный сдвиговый регистр 8, блок 10 сравнения кодов, одновибратор 11, триггер 13 и элемент ИЛИ 16, второй кольцевой реверсивный сдвиговый регистр 9, второй 14 и третий 15 триггеры , два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25, 26, шесть элементов И 19-24, второй 17 и третий 18 элементы ИЛИ и мультиплексор 27„ При несимметричных режимах коммутации обмоток шагового двигателя каждый тактовый импульс обусловливает сдвиг записанной при включении устройства кодовой комбинации в одном из регистров 8, 9, формируя тем самым следующее заданное коммутационное состояние электропривода , в то время как содержимое другого регистра, равное при штатной i С5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Р 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4680960/07 (22) 18„04.89 (46) 07.04.91. Бюл. и 13 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро при Белорусском государственном университете им„ В.И. Ленина (72) В.Д. Телегин, И„Н. Рудой, R.Â. Нижников и В„И„ Лакизо (53) 621.313.525{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1319227, кл„ Н 02 Р 8/00, опублик.

23,06.87.

Авторское свидетельство СССР

Р 1511843, кл. Н 02 Р 8/00, 01.02,88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУМП!НИЯ ОТ.—

КА30В В ШАГОВОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в системах управления шаговыми двигателями с любым числом фаз и многорежимной коммутацией в дискретных системах автоматизированного электропривода с повышенными

„,90„„1640811 А ) 2 требованиями к надежности его функционирования. Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем обеспечения контроля состояний шагового электропривода при несимметричной коммутации.

Устройство содержит блок 7 синхронизации, первый кольцевой реверсивный сдвиговый регистр 8, блок 10 сравнения кодов, одновибратор 11, триггер 13 и элемент ИЛИ 16 второй кольцевой реверсивный сдвиговый регистр 9, второй 14 н третий 15 триггеры, два элемента ИС1<ЛРЧАНМ11ЕЕ ИЛИ

25, 26, шесть элементов И 19-24, второй 17 и третий 18 элементы ИЛИ и мультиплексор 27. При несимметричных режимах коммутации обмоток шагового двигателя каждый тактовый импульс обусловливает сдвиг записанной прн включении устройства кодовой комбинации в одном из регистров 8, 9, формируя тем самым следуюцее заданное коммутационное состояние электропривода, в то время как содержимое другого регистра, равное при штатной работе электропривода фактическому состоянию последнего после прохождения тактового импульса и завершения переходных процессов, сравни1640811 вается блоком 10 с состоянием электропривода. При отклонении фактического состояния от заданного устройство выдает сигнал отказа. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в системах управления шаговыми двигателями с любым числом фаз и несимметричным режимом коммутации в дискретных системах автоматизированного электропривода с повьпненными требованиями к надежности его функционирования.

Цель изобретения состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем обеспечения контроля состояния шагового электропривода при несимметричной коммутации.

На фиг. 1 приведена функциональ25 ная схема устройства .для обнаружения отказов в шаговом электроприводе; на фиг. 2 — эпюры напряжений в узловых точках схемы устройства, причем рядом с порядковым номером каждой 30 эпюры указано позиционное обозначение элемента (в т.ч. шин) согласно фиг.1, для которого приведена данная эпюра.

Устройство для обнаружения отказов 35

s шаговом электроприводе, снабженном шинами 1 тактовых импульсов (" Такт" ), шинами включения 2 двигателя (FKJI„

П1Д"), реверса 3 и выбора 4 режима коммутации (" Режим ), подключенными 40 к входам коммутатора 5 фаз, выходы которого связаны с соответствующими фазами шагового двигателя 6, содержит блок 7 синхронизации, первый 8 и второй 9 кольцевые реверсивные сдви- 45 говые регистры, блок 10 сравнения кодов, первый 11 и второй 12 одновибраторы, первый 13, второй 14 и третий 15 триггеры, первьп 16, второй 17 и третий 18 элементы ИЛИ, с первого по шестой элементы И 19-24, первый 25 и второй 26 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и мультиплексор 27, адресньпЪ вход которого подключен к прямому выходу второго триггера 14, первые (1) и вторые-(2) входы мультиплексора 27 соединены с выходами соответственно первого 8 и второго 9 кольцевых реверсивных сдвиговых регистров, входы реверса которых подключены к шине 3 реверса, входы разрешения записи (Е) соединены с выходом первого одновибратора 11, входы сдви=а (С) первого 8 и второго 9 кольцевых реверсивных сдвиговых регистров подключены к выходам соответственно второго 17 и третьего

18 элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами первого 19 н второго 20 элементов И, вторые входы объединены и связаны с выходом третьего 21 элемента И, третьи входы подключены к выходам соответственно пятого 23 и шестого 24 элементов И, первые входы которых соединены с прямым и инверсным выходами второго триггера 14, вторые входы связаны с выходом четвертого элемента И 22 и объединены с первым входом первого элемента И 19, второй вход которого объединен с входом второго.одновибратора 12 и подключен к выходу первого одновибратора 11, связанному своим входом с шиной 2 включения двигателя, подключенной к входу установки в единичное состояние второго триггера 14, вход уставки в нулевое состояние которого связан с шиной

4 выбора режима коммутации, а счетный вход подключен к первому выходу блока 7 синхронизации и объединен с тактовым входом третьего триггера

15, информационньп вход которого объединен с первыми входами первого

25 и второго 26 элементов ИСКЛЮЧАЮЦ1ЕЕ ИЛИ, первым входом второго элемента И 20, связанного своим вторьпк входом с выходом этого одновибратора

12, и подключен к шине 3 реверса, инверсный и прямой выходы третьего триггера 15 соединены с вторыми входами соответственно первого 25 и второго 26 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых подключены к первым входам третьего 21 и четвертого 22 элементов И, вторые входы которых соединены с первым выходом блока 7 синхронизации, первый и второй входы которого объединены с соответст1640811 вующими входами первого элемента ИЛИ16 и подключены к шине 1 тактовых импульсов и шине 2 включения двигателя, выход первого элемента ИЛИ 16 соединен с входом установки в нулевое состояние первого триггера 13, вход установки в единичное состояние которого подключен к второму выходу блока 7 синхронизации, а выход первого триггера 13 связан с входом стробирования блока 10 сравнения кодов, выход которого является вы.ходом устройства, первые входы (А) сравнения подключены к соответствующим выходам коммутатора 5 фаз и соединены с разрядными входами записи первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра 8, первый разрядный вход записи второго кольцевого реверсивного сдвигового регистра 9 подключен к шине высокого потенциала (связь на фиг, 1 не конкретизирована), а к второму и последующим разрядным входам записи этого регистра подключены со сдвигом на один разряд вправо соответствующие разрядные входы записи первого регистра 8 (т.е. первый к второму, второй к третьему и т.д, за исключением последнего входа записи первого регистра 8, не используемого при работе устройства), вторые входы (В) сравнения блока 10 сравнения кодов соеди— нены с выходами мультиплексора 27, Блок 10 сравнения кодов может быть выполнен на одном элементе сравнения кодов в случае шагового электропривода на базе четырехфазного двигателя, элементе ИЛИ-НГ 3 со стробированием и элементах ИЛИ вЂ и И с числом входов, равным числу фазных обмоток шагового двигателя. Входы элементов ИЛИ-НЕ и И объединены при этом попарно между собой и связаны с первыми входами сравнения элемента сравнения кодов, подключенными к выходам коммутатора 5 фаз, вторые входы элемента сравнения кодов соединены с выходами мультиплексора 27, а выходы элемента сравнения кодов, элемента ИЛИ-HE и И подключены к входам элемента ИЛИ-НE 3 со стробированием, вход стробирования которого связан с выходом первого триггера 13.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства и шаго, вого электропривода в момент времени

Т1 (фиг. 2) на шине 2 включения двигателя (диаграмма 28) устанавливается низкий потейциал, обуславливающий блокировку коммутатора 5 фаз и обесточивание обмоток шагового двигателя 6„ Сигнал низкого уровня с шины 2 включения двигателя поступает далее через первый элемент

ИЛИ 16 на вход R первого триггера 13 . и устанавливает триггер в нулевое состояние (диаграмма 29), при этом сигнал низкого уровня с выхода первого триггера 13, поступающий на вход стробирования блока 10 сравнения кодов, блокирует его, обуславливая сигнал высокого уровня на выходе блока 10 и препятствуя выдаче сигнала низкого уровня, обусловленного обесточенным состоянием шаго вого двигателя 6.

При задании несимметричного режима коммутации обмоток шагового двигателя б на шину 4 выбора режима коммутации (диаграмма 30) подается сигнал высокого уровня, деблокирующий второй триггер 14 по входу R, и сигнал низкого уровня с шины 2 устанавливает этот триггер в единичное состояние (диаграмма 31,). Состояние третьего триггера 15 после включения устройства может быть любым. Пусть, к примеру, этот триггер установился в нулевое состояние (диаграмма 32), в то время как

35 на его информационный вход с шины 3 реверса (диаграмма 33) подан сигнал высокого уровня, задающий движение вправо.

40 В момент времени Т2 (фиг. 2) на шину 2 включения двигателя подается потенциальный сигнал высокого уровня, обуславливающий установку коммутатора 5 фаз в исходное состояние

4 и обеспечивающий тем самым определенное коммутационное состояние шагового двигателя, к примеру, запитывание в случае четырехфазного шагового двигателя первой его обмотки, соответствующее кодовой комбинации 1000 (i — фаза НД включена, 0 — обесточена). По перепаду сигнала на шине 2 включения двигателя (переходу из 0 в 1) в момент времени Т2 запускаются

55 первый одновибратор 11 и блок 7 синхронизации, который может быть выполнен, к примеру, на двух последовательно соединенных одновибраторах и элементе задержки.

1640811

Первый одновибратор 11 .вырабатывает после запуска (диаграмма 34) отрицательный импульс, являющийся сигналом разрешения параллельной записи и поступающий на входы разреше5 ния записи первого 8 и второго 9 кольцевых реверсивных сдвиговых регистров. Во время действия этого сигнала с первого выхода блока 7 синхронизации, запускаемого по,перепаду сигнала на шине 2 (диаграмма 35), на вторые входы третьего 21 и четвертого 22 элементов И поступает отрицательнь»тт импульс, длительность которого определяется временем, требуемым для завершения переходных процессов в коммутаторе 5 фаз и обмотках шагового двигателя 6 при установке исходного коммутационного состояния.

Так как четвертый элемент И 22 заперт сигналом высокого уровня, поступающим íà его первый» вход с выхода второго элемента ИСКЛ10ЧА»ОЩЕЕ ИЛИ 26, на входах которого присутствуют сиг- 25 налы разных уровней (сигнал высокого уровня с шины 3 реверса и сигнал низкого уровня с прямого выхода третьего триггера 15), а третий элемент

И 21 открыт сигналом низкого уровня 0 с выхода первого элемента ИСКЛ10ЧАЮ111ЕЕ ИЛИ 25, на входы которого поданы сигналы одинакового (высокого) уровня, то отрицательный импульс с первого выхода блока 7 синхронизации проходит через третий элемент И 21 (диаграмма 36), поступает на вторые входы второго 17 и третьего 18 элементов ИЛИ, также работающих в инверсной логике, и подается с выходов этих элементов на входы сдвига первого 8 .и второго 9 регистров. По окончании этого импульса, т.е. по переходу из 0 в 1 в момент времени

Т 3 данные, присутствующие на разрядных входах записи первого 8 и второго 9 регистров, т.е, кодовые комбинации 1000 и 1100 соответственно, записываются н регистры 8 и 9, Импульс с первого выхода блока 7 синхронизации поступает также на счетный вход второго триггера 14 и тактовый вход третьего триггера

35. По перепаду этого импульса из

0 в 1 в тот же момент времени Т 3 второй триггер 14 перебрасывается из

55 единичного в нулевое состояние (диаграмма 31), обеспечивая возможность прохождения отрицательных сигналов через пятый элемент И 23, а также поступления данных с выхода первого регистра 8 (кодовой комбинации 1000) через мультиплексор 27 (при нулевом состоянии его адресного входа А) на вторые входы сравнения блока 10 сравнения кодов, в то время как в третьем триггере 15 присутствующий на информационном входе сигнал высокого уровня перепишется на прямой выход триггера 15 (диаграмма 32), обусловив появление сигнала низкого уровня на выходе второго элемента ИСКЛЮЧ.Ют1ЕЕ ИЛИ 26, разрешающего прохождение отрицательных импульсов через четвертый элемент И 22, Третий элемент И 21 заблокируется при этом сигналом высокого уровня с выхода первого элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25.

После записи данных в первый 8 и второй 9 регистры и установки второго триггера 14 в нулевое состояние на первых (А) и вторых (3) входах сравнения блока 10 сравнения кодов присутствуют одинаковые кодовые комбинации (1000), подтверждающие штатныт» режим работы электроттринода, однако блок 10 при этом заперт сигналом низкого уровня, поступаюг»им на его вход стробирования с выхода первого триггера 13. Снятие строба. происходит в момент времени Т 4 благодаря установке первого триггера

13 в единичное состояние по отрицательному тактовому импульсу, поступающему на вход S первого триггера

13 с второго выхода блока 7 синхронизации (диаграмма 37), который формирует данный импульс по перепаду сигнала (в момент времени ТЗ) на своем первом выходе с некоторой временной задержкой, необходимой для завершения переходных процессов в первом 8 и втором 9 регистрах при записи или сдвиге данных, а также в блоке

10 сравнения кодов.

Равенство кодов на первом (А) и втором (В) входах сравнения блока 10, после снятия строба в момент времени

Т4 при отсутствии кодовых комбинаций (00OO) и (1111) на первом входе блока

10 обуславливает сохранение сигнала высокого уровня на выходе блока 10, т,е. на выходе устройства и тем самым подтверждает отсутствие отказа в работе шагового .электропривода после его первоначальной установки

1640811

j0 вплоть до подачи тактового импульса в момент времени Т5 (диаграмма 38).

Отрицательный тактовый импульс проходит при этом через первыи элемент ИЛИ 16 и устанавливает первый триггер 13 в нулевое состояние, сигнал с выхода которого запирает блок

10 сравнения кодов. По окончании тактового импульса, т.е. по его переходу из 0 в 1 в момент времени 10

Т6 на выходе коммутатора 5 фаз появляется сдвинутая на один шаг вправо кодовая комбинация 1100 (при несимметричном режиме коммутации), обуславливающая переключение 15 обмоток шагового двигателя 6 и отработку последним шага вправо. В тот же момент времени Т6 по переходу тактового импульса из 0 в 1 запускается блок 7 синхронизации и отрицательный 20 импульс, снимаемьп» с его первого выхода (диаграмма 35), подается через открытые четвертый 22 (диаграмма 39) и пятый 23 (диаграмма 40) элементы И на третий вход второго. элемента ИЛИ 17 и проходит с выходя этого элемента на вход сдвига первого регистра 8, обуславливая в момент времени Т7 своим переходом из 0 в

1 сдвиг записанных в первом регистре 30

8 данных вправо и появление кодовой комбинации 0100 на его выходе. ° Отрицательный импульс с первого выхода блока 7 синхронизации поступает также на счетный вход второго триггера 14 и своим переходом из 0 в 1 переключает триггер 14 в единичное состояние (диаграмма 31, момент времени

Т7), что приводит к блокировке пятого элемента И 23 и разрешению прохож- 40 дения отрицательных импульсов через шестой элемент И 24. Сигнал высокого уровня на адресном входе мультиплексора 24 обуславливает одновременно прохождение на вторые входы (В) срав- 45 нения блока 10 данных с выхода второго регистра 9, т е. кодовой комбинации 1100, уже присутствующей при штатной работе электропривода на первых входах (А) блока 10, и тем самым на выходе блока 10 после завершения переходных процессов и снятия строба в момент времени Т8 по сигналу с второго выхода блока 7 синхронизации (диаграммы 37 и 29) продол-,5 жает поддерживаться сигнал высокого уровня. При поступлении нового тактового импульса в момент времени Т9 описанный цикл повторяется с той лишь разницей, что отрицательный импульс с первого выхода блока 7 синхронизации поступает через элементы 22 и 24 (диаграмма 41) и 18 на вход сдвига второго регистра 9, обуславливая своим переходом из 0 в 1 сдвиг записанных в этом регистре данных и появление кодовой комбинации 0110 на его выходе, в то время как на вторые входы сравнения блока 10 поступает кодовая комбинация 0100 с выхода первого регистра 8, соответствующая информации на первых входах блока 10 при штатной работе электропривода °

Тем самым каждый тактовый импульс при несимметричных режимах коммутации обуславливает сдвиг кодовой комбинации в одном из регистров (т.е. формирование следующего зядапного коммутационного состояния) и сравнение содержимого второго из регистров, равного при штатной работе электропривода фактическому состоянию последнего после прохождения тактового импульса и завершения переходных процессов.

При изменении направления движения путем подачи сигналя низкого уровня на шину 3 реверса, к примеру, в момент времени Т10 (диягряммд 33) поступление тактового импульса в момент времени Т11 (диаграмма 38) обуславливает вначале аналогично описанному запиряние блока 10, т ° е. выставку стробя. По переходу тактового импульса из 0 в 1 (по его окончании) в момент времени Т12 ня выходе коммутатора 5 фяз появляется (с учетом предыдущего состояния) кодовая комбинация 1100, сдвинутая на один шаг влево и обуслявливяющяя отработку шаговым двигателем 6 шага влево. В этот же момент времени 712 запускается блок 7 синхронизации и отрицательный импульс с его первого выхода (диаграмма 35) проходит через открьтый третий элемент И 21 (диаграмма

36) на вторые входы второго 17 и третьего 18 элементов. ИЛИ и поступает на входы сдвига первого 8 и второго

9 регистров, По переходу этого импульса из 0 в 1 в момент времени Т13 в регистрах происходит сдвиг записанных данных, обуславливяя (с учетом ранее выполненных операций сдвига и уровня сигнала на входах реверса) появление кодовых комбинаций 1000 и 1100 на выходах первого 8 и второго

9 регистров соответственно. По окончании отрицательного импульса с первого

16.40811

1 2 выхода блока 7 синхронизации в момент времени Т13 второй триггер 14 переклю чается в единичное состояние (диаграмма 31), обеспечивая запирание пятого

23 и деблокировку шестого 24 элементов

И, поступление данных с выхода регистра 9 (кодовой комбинации 1100) через мультиплексор 27 на блок 1О сравнения, на первых входах которого в данный момент при штатной работе электропривода сформирована та же кодовая комбинация. В третьем триггере

t5 сигнал низкого уровня на информационном входе переписывается в момент времени Т13 (диаграмма 32) на прямой выход триггера, что обуславливает запирание третьего 21 и деблокировку четвертого 22 элементов И. После завершения переходных процессов в

20 электроприводе, регистрах и блоке сравнения в момент времени Т14 по сигналу с. второго выхода блока 7 синхронизации происходит снятие строба при сохранении сигнала высокого уровня (т,е. сигнала отсутствия отказа) на выходе устройства.

В следующем такте коммутации отрицательный импульс с первого выхода блока 7 синхронизации поступает через 30 элементы 22, 24 и 18 на вход сдвига второго регистра 9, обуславливая появление кодовой комбинации 1001 на его выходе, в то время как на сравнение выдается содержимое первого регистра 8, т.е. кодовая комбинация

1000, при одновременной подготовке . к прохождению очередного импульса через элементы 22, 23 и 17 на вход сдвига первого регистра 8, При любом 40 отклонении фактически коммутационного состояния шагового электропривода от заданных состояний, записанных в регистрах 8 и 9,.поочередно сдвига-. еМых в каждом такте и выдаваемых 45 на сравнение, к примеру, при коротком замыкании одной из включенных обмоток двигателя 6 либо замыкании невключенной обмотки на шину питания, а также при любом нештатном изменении кодовой комбинации на выходе коммутатора 5 фаз, обуславливающем изменение кодовой комбинации на входах А блока 10 сравнения кодов (в т.ч. появление комбинаций вида 11...1 или 00...0 на этих вхо55 дах) приводит к появлению сигнала низкого, уровня, т.е. сигнала отказа на выходе устройства после снятия строба. Данный сигнал может быть использован, .например,. для аварийной сигнализации, блокировки. тактовой шины, аварийного отключения шагового электропривода и т.д.

Если при включении шагового электропривода и устройства, к примеру, в момент времени Т15 (диаграмма 28) третий триггер 15 (диаграмма 32) установился в нулевое состояние, а на шину 3 реверса (диаграмма 33) подан сигнал низкого уровня, задающий движение влево и совпадающий с уровнем сигнала на прямом выходе третьего триггера 15, то отрицательный импульс с первого выхода блока 7 синхронизации (диаграмма 35) проходит через открытый четвертый элемент

И 22 (диаграмма 39) и поступает на первый вход первого элемента И 19, на второй вход которого с выхода первого одновибратора 11 (диаграмма

34) подается отрицательный импульс, формируемый этим одновибратором по перепаду сигнала на шине 2 в момент времени Т15 и поступающий одновременно на входы разрешения записи первого 8 и второго 9 регистров.

Тем самым. во время действия сигнала разрешения параллельной записи на вход сдвига первого регистра 8 через первый элемент И 19 и второй элемент ИЛИ 17 поступает отрицательный импульс, по окончании которого в момент времени Т16 в первый регистр 8 записывается превоначальная кодовая комбинация 1000, сформировавшаяся к данному моменту на выходе коммутатора 5 фаз и разрядных входах записи регистра 8, На вход сдвига второго регистра 9 отрицательный импульс проходит с выхода четвертого элемента И 22 через открытый шестой элемент И 24 (диаграмма 41), третий элемент ИЛИ 18 и записывает своим перепадом иэ 0 в 1 в тот же момент времени Т16 кодовую комбинацию 1100 (с учетом единицы на первом разрядном входе записи данного регистра) °

По окончании импульса на первом выходе блока 7 синхронизации в момент времени Т16 нулевое состояние третьего триггера 15 подтверждается, а второй триггер 14 переключается в нулевое состояние (диаграмма 31), обуславливая прохождение кодовой комбинации 1000 с выходов первого регистра 8 через мультиплексор 27

1б40811 на входы В блока 10 сравнения кодов, .на входах A которого при штатной раI боте электропривода сформирована та же кодовая комбинация, что приводит после снятия строба к поддержанию сигнала высокого уровня на выходе устройства.

По окончании отрицательного импульса на выходе первого одновибра- 10

1 тора 11 т, е. по переходу импульса из

0 в 1 и тем самым запрету дальнейшей записи информации в регистры, в момент времени Т17 запускается второй одновибратор 1? (диаграмма 42), формирующий на своем выходе отрицательный им»»ульс, который при сигнале низкого уровня на шине 3 реверса и тем самым на первом входе второго элемента И 20 проходит через этот элемент (диаграм- 20 ма 43) и поступает на первьп» вход третьего элемента HjIM 1.8, с выхода которого данный импульс подается на вход сдвига второго регистра 9, обуславливая при этом перепадом из 0 в 25

1 сдвиг записанной первоначальной кодовой комбинации 1100 соответственно сигналу реверса в обратном направлении и появление на выходах регистра 9 кодовой комбинации 1001, соот- 30 ветствующей коммутационному состоянию шагового электропривода в следующем такте. При поступлении тактового импульса в момент времени Т18 (диаграмма .38) по окончании данного импульса в момент времени Т1 8 вновь запускается блок 7 синхронизации и отрицательньп» импульс с первого его вь»хода проходит через открытые элементы И 22 и 23 на третий вход вто — 40 рого элемента ИЛИ 17 и далее на вход сдвига первого регистра 8, что приводит к появлению кодовой комбинации 0001 на его выходе по окончании импульса сдвига. ОдновРеменно второй 45 триггер 14 переключается в единичное состояние, обуславливая выдачу на сравнение содержимого второго регистра т.е. кодовой комбинации 1001, соответствующей установившейся по

50 тактовому импульсу комбинации на выходах коммутатора 5 фаз при штатной его работе, При снятии строба в момент времени Т20 на выходе устройства в данном случае поддерживается сигнал высокого уровня.

При задании симметричного режима коммутации путем подачи сигнала низкого уровня на шину 4 выбора режима при нулевом состоянии второго триггера 14 к примеру, в момент времени

Т21 (диаграмма 30) второй триггер

14 фиксируется в нулевом состоянии . Ф (диаграмма 31) и не реагирует в дальнейD»eM на сигналы по счетному входу, обуславливая прохождение импульсов сдвига только через пятьп» элемент

И 23 и сравнение содержимого только первого регистра 8 с даннь»»»и на входе A блока 10 сравнения кодов, так как на адресном входе мульти» плексора 27 в данном случае постоянно поддерживается сигнал низкого уровня. При поступлении тактового импульса в момент времени Т22 (диаграмма 38) по окончании его в момент времени Т23 на первом выходе блока 7 синхронизации (диаграмма 35) аналогично описанному форм»»руется отрицательный импульс, поступающий на вход сдвига первого регистра 8 через открытые элементы И 22 и 23 и второй элемент ИЛИ 17. Коммутатор

5 фаз формирует при подаче сигнала низкого уровня на шину 4 выбора режима коммутации и поступлении тактовых импульсов последовательность кодовых комбинаций, соответствующую симметричному режиму (например, 0010, 0100, 1000 и т.д„ в вышеописанном практическом случае).

В общем случае, однако, переход с несимметричного режима коммутации на симметричньп» и обратно должен осуществляться путем подачи сигнала низкого уровня на шину 2 включения двигателя и последующей первоначальной установки шагового электропривода и устройства по сигналу включения.

При любом отклонении фактического коммутационного состояния шагового электропривода от заданного, информация о котором записывается и хранится в первом регистре 8, на выходе устройства после снятия строба возникаЕт сигнал отказа.

При первоначальной записи информации в первый регистр. 8 в случае симметричного режима коммутации и совпадении уровней сигналов на шине 3 реверса и прямом выходе третьего триггера 15 сигнал записи, поступающий с выхода .пятого элемента И 23 на третий вход второго элемента

ИЛИ 17 и далее на вход сдвига регистра 8, складь»вается с выходным сигналом первого элемента И 19, откры1640811

16 того сигналом разрешения параллельной записи, формируемым первым одновибратором 11, 5

Таким образом, данное устройство обладает более широкими эксплуатационными возможностями, обеспечивая контроль коммутационных состояний шагового электропривода как при симметричных, так и несимметричных режимах коммутации обмоток шагового двигателя. При этом устройство не только контролирует основные коммутационные параметры шагового электропривода, такие как количество включаемых в каждом такте фазных обмоток шагового двигателя, их сдвиг по каждому такту, из»»енение количества включаемых обмоток при несимметричных 0 режимах коммутации, но z» отслеживает .изменение направления движения, выполняя при необходимости корректны»» сдвиг (в т.ч. с учетом переходных процессов) информации в автоматическом режиме при помощи достаточно простых аппаратурных средств, Формула изобретения

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе, снабженном коммутатором фаз и подключенными к нему шинами тактовых импульсов, реверса и включения двигателя, содержащее 35 блок синхронизации, первь»»» кольцевой реверсивный сдвиговый регистр, блок сравнения кодов, первый одновибратор, первый триггер и первый элемент ИЛИ, входы которого объединены с соответ- 40 ствующими входами блока синхронизации и подключены к шине тактовых импульсов и шине включения двигателя, соединенной с входом первого одновибратора, выход которого подключен к 45 входу разрешения записи первого кольцевого реверсивного сдвигового регистра, выход первого элемента ИЛИ соединен с одним из установочных входов первого триггера, второй установочный вход которого связан со вторым выходом блока синхронизации, выход первого триггера соединен с входом стробирования блока сравнения кодов первые входы сравнения котороЭ

55 го подключены K выходам коммутатора фаз и объединены с разрядными входами записи первого кольцевого реверсивного < двигового регистра, вход реверса которого подключен к шине реверса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения контроля состояний шагового электропривода при несимметричной коммутации, введены шина выбора режима коммутации, второй одновибратор, второй и третий триггеры, второй и третий элементы ИЛИ, шесть элементов И, первьп» и второй элементы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй кольцевой реверсивный сдвиговь»»» регистр и мультиплексор, выходы которого соединены со вторым»» входами сравнения блока сравнения кодов, адресный вход подключен к прямому выходу второго триггера, первые и вторые .входы мультиплексора подключены к выходам соответственно первого и второго кольцевых реверсивных сдвиговых регистров, входы сдвига которых соединены с выходами соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, первые входы которых подключены к выходам первого и второго элементов И, вторые входы объединены и связаны с выходом третьего элемента И, третьи входы подключены к выходам соответственно пятого и шестого элементов И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго триггера, а вторые входы связаны с выходом четвертого элемента И и с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора и объединен с входом разрешения записи второго кольцевого реверсивного сдвигового регистра, разрядные входы записи которого подключены со сдвигом на один разряд к выходам коммутатора фаз, а вход реверса соединен с шиной реверса и объединен с первым входом второго элемента И, информационным входом третьего триггера и первыми входами первого и второго элементов

ИСКЛЮЧАЮ1 1ЕЕ ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам третьего триггера, а выходы соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов

И, вторые входы которых подключены к первому выходу блока синхронизации и связаны с тактовым входом третьего .триггера и счетным входом второго триггера, установочные входы которого соединены с шиной выбора режима ком(7

16408 (1

cV (esJ

Зб(г иг. 2

Составитель R. Алфимов

Техред М,Моргентал

Корректор M Äåì÷èê

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 1022 Тираж 356 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 мутации и входом первого одновибратора выход которого через второй одФ

1 новибратор связан со вторым входом второго элемента И.