Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к технике для управления электрическими машинами, и может быть использована в системах управления шаговыми двигателями.
В качестве прототипа выбрано устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе (пат. России №2037264, от 09.06.1995, бюл. №1, МПК6 Н02Р 8/00), которое включает формирователь управляющих импульсов, коммутатор и шаговый двигатель, снабженное шинами тактовых импульсов, реверса, включения двигателя, содержащее выходную шину, одновибратор, две линии задержки, кольцевой реверсивный сдвигающий регистр, элементы 2И, 4И, 4ИЛИ НЕ, элемент сравнения кодов, первые информационные входы которого подключены к выходам регистра, вход реверса которого соединен с шиной реверса и снабжен клеммой для подключения к первому входу формирователя управляющих импульсов электропривода, входы одновибратора подключены к шинам тактовых импульсов и включения двигателя и снабжены клеммами для подключения к второму и третьему входам формирователя управляющих импульсов электропривода, вторые информационные входы элемента сравнения кодов объединены с входами элементов 4И, 4ИЛИ НЕ и снабжены клеммами для подключения к фазам электропривода, отличающееся тем, что в него введены шина исходного состояния, элемент 2ИЛИ, инвертор во вторую линию задержки, импульсный датчик положения ротора, вторая и третья выходные шины, второй и третий элементы 2И, первые входы трех элементов 2И объединены и подключены к выходу первой линии задержки, вторые входы всех элементов 2И соединены соответственно с выходами элемента сравнения кодов, элемента 4И и элемента 4ИЛИ НЕ, выходы элементов 2И подключены соответственно к первой, второй и третьей выходным шинам, выход импульсного датчика положения ротора подключен к первому входу элемента 2ИЛИ, выходом подключенного к тактовому входу регистра, вход разрешения записи информации которого связан с шиной установки в исходное состояние, через вторую линию задержки с инвертором связан с вторым входом элемента 2ИЛИ и снабжен клеммой для подключения четвертого входа формирователя управляющих импульсов электропривода, установочные входы регистра снабжены клеммами для подключения выходов формирователя управляющих импульсов электропривода, а выход одновибратора соединен с выходом первой линии задержки.
Недостатки данного устройства: невозможность контролировать факт поворота коллектора двигателя при подаче управляющего сигнала.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе путем расширения функциональных возможностей устройства за счет введения возможности контролировать факт поворота коллектора двигателя при подаче управляющего сигнала.
Задача решается тем, что устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе, включающее шаговый двигатель и коммутатор, дополнительно содержит аналогово-цифровой преобразователь, устройство управления и индикатор, причем аналогово-цифровой преобразователь, соединен с шаговым двигателем и устройством управления, соединенным с индикатором, а коммутатор соединен с шаговым двигателем и устройством управления.
Общими с прототипом признаками технического решения являются:
- шаговый двигатель,
- коммутатор.
Отличительными признаками технического решения являются:
- аналогово-цифровой преобразователь,
- устройство управления,
- индикатор,
- аналогово-цифровой преобразователь, соединен с шаговым двигателем и устройством управления, соединенным с индикатором, а коммутатор соединен с шаговым двигателем и устройством управления.
Совокупность существенных признаков обеспечивает возможность контроля факта поворота коллектора двигателя при подаче управляющего сигнала за счет введения дополнительных конструктивных элементов.
Сущность технического решения объясняет схема устройства для управления двигателем на фиг. 1.
Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе, содержит шаговый двигатель 1, коммутатор 2, аналогово-цифровой преобразователь 3 (АЦП), устройство управления 4, индикатор 5, Шаговый двигатель 1 подключен к АЦП 3, АЦП 3 подключен к устройству управления 4, устройство управления 4 подключено к индикатору 5 и коммутатору 2, подключенному к двигателю 1.
Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе работает следующим образом. Устройство управления 4 подает на коммутатор 2 сигнал для поворота двигателя 1. Коммутатор 2 подает сигнал на двигатель 1 в соответствии с сигналом, полученным от устройства управления 4. Коллектор двигателя 1 совершает поворот на заданный угол. Одновременно с подачей на коммутатор 2 сигнала для поворота двигателя 1 устройство управления 4 считывает с АЦП 3 значение напряжения, поступающего с двигателя 1. При этом устройство управления 4 сравнивает полученные с АЦП 3 значения напряжения с заранее записанными в устройство управления величинами ЭДС самоиндукции для конкретного двигателя. При несовпадении значения ЭДС самоиндукции, записанного в устройство управления 4, и значения ЭДС самоиндукции, считанного с двигателя 1, АЦП 3, устройство управления 4 выдает на индикатор 5 сообщение о неисправности двигателя 1. При совпадении значения ЭДС самоиндукции, записанного в устройство управления 4, и значения ЭДС самоиндукции, считанного с двигателя 1, АЦП 3, устройство управления 4 продолжает считывать данные с АЦП 3. При повороте коллектора двигателя 1 в АЦП 3 поступает сигнал, который передается с АЦП 3 на устройство управления 4. Если до подачи следующего сигнала для поворота двигателя 1 устройство управления 4 не получает сигнал с АЦП 3, то устройство управления выдает на индикатор 5 сообщение об отсутствии поворота коллектора двигателя при подаче управляющего сигнала. При получении сигнала с АЦП 3 устройством управления 4, устройство управления 4 подает на коммутатор 2 сигнал для поворота двигателя 1, и процесс повторяется, как описано выше.
Пример исполнения. В качестве двигателя может использоваться 25BYZ-B03. В качестве коммутатора может применяться ТА8435. АЦП может быть выбран К1113ПВ1А. Устройством управления может выступать микроконтроллер КР1878ВЕ1. Индикатором может выступать dm-0113-t.
Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе обеспечивает возможность контроля факта поворота коллектора двигателя при подаче управляющего сигнала за счет введения дополнительных конструктивных элементов, а также обеспечивает контроль разрушения обмоток двигателя.