×
20.05.2014
216.012.c54e

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в дискретном электроприводе с программным управлением. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, в повышении надежности и упрощении эксплуатации этого устройства. Для этого заявленное устройство содержит основной четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, включающим в себя двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, входы которого тактовый, разрешения и направления счета соединены с соответствующими шинами тактовых импульсов, управления и реверса, которые являются групповыми входами распределителя, два инвертора, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, в устройство введены первый и второй резервные распределители, блок мажоритарных элементов, первая и вторая группы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блока определения адреса отказа, первые выходы основного и резервного распределителей подключены соответственно к первому - третьему входам первого мажоритарного элемента, вторые выходы основного и резервного распределителей подключены соответственно к первому - третьему входам второго мажоритарного элемента, третьи выходы распределителей подключены к первому - третьему входам третьего мажоритарного элемента, четвертые выходы распределителей подключены к первому - третьему входам четвертого мажоритарного элемента, выходы мажоритарных элементов через усилители мощности соединены с обмотками шагового двигателя и являются первым групповым выходом устройства, первые и вторые выходы групп блока определения адреса отказа соединены соответственно с первыми - третьими и вторыми - третьими выходами основного и резервного распределителей. 3 табл., 1 ил.
Основные результаты: Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее основной четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, включающий в себя двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, входы которого тактовый, разрешения и направления счета соединены с соответствующими шинами тактовых импульсов, управления и реверса, которые являются групповым входом распределителя, два инвертора, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которых соединены с выходами счетчика, а выходы являются третьими выходами распределителя и через первые инверторы соединены с первыми выходами распределителя, выход старшего разряда счетчика соединен с четвертым, а через второй инвертор - со вторыми выходами распределителя, отличающееся тем, что в устройство введены первый и второй резервные распределители, блок мажоритарных элементов, первая и вторая группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блока определения адреса отказа, первые выходы основного и резервного распределителей подключены к первому - третьему входам первого мажоритарного элемента, вторые выходы основного и резервного распределителей подключены соответственно к первому - третьему входам второго мажоритарного элемента, третьи выходы распределителей подключены к первому - третьему входам третьего мажоритарного элемента, четвертые выходы распределителей подключены к первому - третьему входам четвертого мажоритарного элемента, выходы мажоритарных элементов через усилители мощности соединены с обмотками шагового двигателя и являются первым групповым выходом устройства, первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп блока определения адреса отказа соединены соответственно с первыми - третьими и вторыми - третьими выходами основного и резервного распределителей.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в дискретном электроприводе с программным управлением.

Известно устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем [1], содержащее двоичный двухразрядный счетчик, формирующий на своем выходе переменные Q2Q1 по тактовым импульсам С при разрешающем счет сигнале V и определяющей направление вращения переменной R (прямое вращение R=1, реверс R=0), четыре элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых d, e, f, g, соответствующие соотношениям , , , , подключены через усилители мощности к соответствующим обмоткам шагового двигателя.

Недостатком устройства является отсутствие автоматической диагностики одиночных отказов и их коррекции, а также некорректная коммутация обмоток, возникающая при переключениях R переменной на шине реверса.

Наиболее близким к заявляемому устройству является четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем [2], содержащий шину управления, тактовых импульсов и реверса, первый и второй инверторы, реверсивный двухразрядный двоичный счетчик, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый-четвертый усилители мощности.

Это устройство позволяет формировать четыре набора , , , на выходах счетчика по тактовым импульсам и разрешающем V - сигнале прямой или инверсной последовательности в зависимости от уровня сигнала R на шине реверс. При этом формируются выходные функции распределителя , , , . Распределитель обеспечивает функционирование в режимах прямой парной четырехтактной коммутации и реверсе, а также в режиме стоянки под током, при этом переключения на шине РЕВЕРС не нарушают корректности коммутации фаз.

Однако данное устройство не обеспечивает автоматическую диагностику одиночных отказов и их коррекцию. Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей, повышение надежности и упрощение эксплуатации устройства.

Это достигается тем, что в четырехтактный реверсивный распределитель, содержащий тактовую шину, шины управления и реверса, первый и второй инверторы, реверсивный двухразрядный двоичный счетчик и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с одноименными выходами реверсивного счетчика, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с тактовой шиной, шинами управления и реверса, первый-четвертый усилители мощности, выходы которых подключены к соответствующим обмоткам шагового двигателя дополнительно введены первый и второй резервные распределители, блок мажоритарных элементов, первая и вторая группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блока определения адреса отказа, первые выходы основного и резервных распределителей подключены к первому-третьему входам первого мажоритарного элемента, вторые выходы основного и резервных распределителей подключены соответственно к первому-третьему входам второго мажоритарного элемента, третьи выходы распределителей подключены к первому-третьему входам третьего мажоритарного элемента, четвертые выходы распределителей подключены к первому-третьему входам четвертого мажоритарного элемента, выходы мажоритарных элементов через усилители мощности соединены с обмотками шагового двигателя и являются первым групповым выходом устройства, первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп блока определения адреса отказа соединены соответственно с первыми-третьими и вторыми-третьими выходами основного и резервных распределителей.

На рис.1 приведена блок-схема устройства, которое содержит реверсивные двухразрядные двоичные счетчики 1-3, объединение тактовых входов, разрешения и реверса счета, установки в нулевое исходное состояние которых соединено с одноименными шинами группового входа устройства, разрядными выходами счетчики 1-3 соединены со входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, 9, 12, выходы которых являются третьими выходами, а через первые инверторы 4, 7, 10 соединены с первыми выходами основного и резервных распределителей, выходы старших разрядов счетчиков соединены с четвертыми выходами распределителей, а через вторые инверторы 5, 8, 11 подключены ко вторым выходам основного и резервных распределителей, блок мажоритарных элементов 13, 14, 15, 16, выходы которых подключены к входам одноименных усилителей мощности 17, 18, 19, 20, выходы которых являются первым групповым выходом устройства, первая 21, 22, 23, 24, вторая 25, 26, 27, 28 группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых образуют второй и третий групповые выходы устройства, при этом первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21, 22, 23, 24 первой группы соединены соответственно с выходами основного и второго резервного распределителей, а первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25, 26, 27, 28 второй группы соединены соответственно с выходами первого и второго резервных распределителей.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на шину сброс группового входа устройства подается сигнал, устанавливающий счетчики 1-3 в нулевое исходное состояние, на шину управления подается сигнал разрешения счета, направление счета задается уровнем на шине реверс, по каждому тактовому импульсу счетчики синхронно меняют свое состояние, обеспечивая парную четырехтактную коммутацию в соответствии с таблицами 1, 2.

Функционирование мажоритарных элементов и блока формирования адреса отказавшего канала представлено в таблице 3 на примере фазы А. В исходном положении разряды счетчиков Q1Q2=00 и при отсутствии отказов a 1=a 2=a 3=1, A=1, Еоа=E1a=0, что указывает на отсутствие отказов в каналах (7 строка таблицы 3).

Если произошел отказ в одном из каналов (1, 2, 3) соответственно 6, 5, 3 строки таблицы 3, то мажоритарные элементы сформируют откорректированное значение фазы А равное единице, а Еоа E1a примут соответствующие значения 10, 01, 11 (1, 2, 3) указывающие на отказ в соответствующем канале.

На первом (Q1Q2=10) и втором (Q1Q2=01) тактах работы устройства значение фазы А равно нулю и при отсутствии отказов a 1=а 2=а 3=0, А=0, а Еоа E1a=00, что указывает на отсутствие отказов.

Если произошел отказ в первом или втором или третьем канале соответственно 1, 2, 4 строки таблицы 3, то мажоритарные элементы скорректируют значение фазы А равное нулю, а Е E1a примут одно из соответствующих значений 10, 01, 11 указывая на отказ в соответствующем канале.

Аналогично функционируют каналы фаз B, C, D.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР №1367127. Би. №2 от 15.01.88. Кл H02P 8/00, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР №1432719. Би. №39 от 23.10.88. Кл H02P 8/00, 1988.

Таблица 1
R Q2Q1 a b с d
Q2
1 00 1 1 0 0
01 0 1 1 0
10 0 0 1 1
11 1 0 0 1

Таблица 2
R Q2Q1 а b с d
Q2
0 00 1 1 0 0
11 1 0 0 1
10 0 0 1 1
01 0 1 1 0

Таблица 3
№ п/п а 1 а 2 а 3 А Е E1a
а 1 а 2а 2 а 3а 1 а 3 а 1⊕а3 а 2а 3
0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 0 0 1 0
2 0 1 0 0 0 1
3 1 1 0 1 1 1
4 0 0 1 0 1 1
5 1 0 1 1 0 1
6 0 1 1 1 1 0
7 1 1 1 1 0 0

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее основной четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, включающий в себя двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, входы которого тактовый, разрешения и направления счета соединены с соответствующими шинами тактовых импульсов, управления и реверса, которые являются групповым входом распределителя, два инвертора, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которых соединены с выходами счетчика, а выходы являются третьими выходами распределителя и через первые инверторы соединены с первыми выходами распределителя, выход старшего разряда счетчика соединен с четвертым, а через второй инвертор - со вторыми выходами распределителя, отличающееся тем, что в устройство введены первый и второй резервные распределители, блок мажоритарных элементов, первая и вторая группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блока определения адреса отказа, первые выходы основного и резервного распределителей подключены к первому - третьему входам первого мажоритарного элемента, вторые выходы основного и резервного распределителей подключены соответственно к первому - третьему входам второго мажоритарного элемента, третьи выходы распределителей подключены к первому - третьему входам третьего мажоритарного элемента, четвертые выходы распределителей подключены к первому - третьему входам четвертого мажоритарного элемента, выходы мажоритарных элементов через усилители мощности соединены с обмотками шагового двигателя и являются первым групповым выходом устройства, первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп блока определения адреса отказа соединены соответственно с первыми - третьими и вторыми - третьими выходами основного и резервного распределителей.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-7 of 7 items.
20.02.2013
№216.012.28ad

Четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем с автоматической коррекцией одиночных ошибок

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в коммутаторах шаговых электроприводов систем числового программного управления на базе четырехфазных шаговых двигателей. Технический результат заключается в повышении надежности. Для этого в заявленном устройстве аппаратно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475933
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.05.2014
№216.012.c651

Устройство для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах с дискретным электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516528
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.dfad

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе двигателей с различным числом фаз, работающих в режимах реверсивной поочередной и парной коммутации, стоянки под током и обесточенной стоянки, с автоматическим определением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523047
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dfae

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523048
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.08.2014
№216.012.ee6c

Многофункциональный распределитель для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526855
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee70

Трехтактный распределитель импульсов с автоматической коррекцией одиночных ошибок

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в дискретном электроприводе систем автоматизации технологических процессов. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей распределителя благодаря автоматическому обнаружению, индикации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526859
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.09.2014
№216.012.f486

Четырех-восьмитактное устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов с дискретным электроприводом на базе четырехфазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528431
Дата охранного документа: 20.09.2014
Showing 141-150 of 285 items.
10.07.2015
№216.013.5cad

Способ изготовления проволочного электрода-инструмента для электроэрозионной обработки

Изобретение относится к способу изготовления проволочного электрода-инструмента для электроэрозионной обработки и может быть использовано при электроэрозионном прошивании отверстий малого диаметра с большой глубиной в металлических материалах. Закрепляют конец электрода-инструмента в подвижной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555266
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d45

Камера жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Камера ЖРД содержит смесительную головку, внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555418
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d46

Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения при создании жидкостных ракетных двигателей, работающих на криогенных компонентах, преимущественно кислороде и водороде. Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя содержит кольцевую смесительную головку, регенеративно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555419
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d49

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ЖРД содержит камеру со смесительной головкой, турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты питания и регулирования. Камера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555422
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d7f

Способ испытания конструкционного материала на пластичность

Изобретение относится к области механических испытаний конструкционных материалов и может быть использовано при определении механических характеристик листовых материалов в условиях плоской деформации. Способ испытания конструкционного материала на пластичность заключается в том, что гладкий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555476
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5e00

Статор ветроэлектроагрегата

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам. Cтатор ветроэлектроагрегата содержит катушки, торцевой и радиальный магнитопроводы, источник возбуждения. Торцевой магнитопровод выполнен в виде ферромагнитной траверсы крепления ветроколес. Преимуществом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555605
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6041

Способ электрохимической обработки отверстий форсунки

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимической доводке форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно форсунок для жидкостных ракетных двигателей. Способ включает подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556182
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6042

Способ получения гетероструктуры оксид титана - силицид титана на монокристаллической кремниевой подложке, покрытой нанокристаллической титановой пленкой

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов. Способ получения гетероструктуры оксид титана - силицид титана на монокристаллической кремниевой подложке, покрытой нанокристаллической титановой пленкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556183
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6137

Некогерентный цифровой демодулятор "в целом" кодированных сигналов с фазовой манипуляцией

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах приема цифровых информационных сигналов для цифровой демодуляции кодированных двоичных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМ). Технический результат заключается в обеспечении высокоскоростной цифровой демодуляции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556429
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.613a

Способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза для создания мехатронно-модульных роботов

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике, и может быть использовано при создании мехатронно-модульных роботов. Технический результат заключается в создании способа многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556432
Дата охранного документа: 10.07.2015
+ добавить свой РИД