三相大功率步進電機驅動控制器的製作方法

2023-06-08 01:59:46 1

專利名稱：三相大功率步進電機驅動控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於步進電動機技術領域，尤其是涉及一種三相大功率步進電機驅動控制器。
背景技術：
步進電機是一種作為控制用的特種電機，是把數字量轉化為角位移的電氣傳動器件，它的轉動與控制脈衝同步，步距誤差不長期積累，可以組成結構較為簡單而又具有一定精度的開環控制系統，也可在要求更高的精度時組成閉環控制系統。步進電機由於高精度的定位控制、位置及速度控制簡便、步距誤差無累積等優點，在低負載、低速度的工 業控制中應用十分廣泛。它被廣泛運用於數控工具機、自動化生產線、工業儀器儀表、計算機設備等領域中，成為不可或缺的重要電機組件。但是，步進電機的運行不能由普通的交直流電源供電，需要專用的驅動設備，所以步進電機的性能很大程度上取決於其驅動系統性能的優劣。目前，市場上的步進電機驅動器大多是由單片機和分立元件組成，系統集成度低，抗幹擾能力差，步距角解析度不高，導致步進電機定位精度不高，存在失步、振蕩、發熱量大、噪聲大等問題，制約了步進電機的應用。為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種直流步進電動機驅動裝置[申請號00202907. 3]，它由直流步進電動機定子繞組、續流二極體和功率MOSFET管組成，其特徵是同一直流電源E供電、包括二條連接結構相同的支路構成的驅動電路中，每條支路均串有直流步進電動機定子的三相繞組中的一相繞組線圈，繞組線圈同銘端與並聯續流二極體陰極相連接，接直流電源E正極；與續流二極體陽極相連接的一端，均與一隻電流流出端子與直流電源E負極相連的輸入端受外部輸入信號控制的功率MOSFET管相串聯。上述方案在一定程度上緩解了三相步進驅動器發熱的問題，使得步進電機發熱量大，但是仍然存在著結構相對比較複雜，負載能力差，步距角解析度不高，存在失步、振蕩、噪聲大的問題。
發明內容本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，結構簡單可靠，電機定位精度高，負載能力強的三相大功率步進電機驅動控制器。為達到上述目的，本實用新型採用了下列技術方案本三相大功率步進電機驅動控制器，與制動電阻釋放模塊相連，包括能根據信號輸入與輸出處理運算數據的中央處理單元，在中央處理單元上連接有能控制信號接入的信號接口模塊，其特徵在於，所述的中央處理單元上還連接有能將中央處理單元輸出的離散數字量轉換為連續變化的模擬量的模擬波模塊，在模擬波模塊上連接有能控制電機驅動的相序信號模塊，在相序信號模塊上連接有能根據相序信號模塊輸入的信號確定電機啟停的驅動控制模塊，在驅動控制模塊上連接有能檢測驅動控制模塊工作電流且能將檢測結果反饋至中央處理單元的電流檢測模塊。[0008]在上述的三相大功率步進電機驅動控制器中，所述的驅動控制模塊包括三路半橋驅動電路。在上述的三相大功率步進電機驅動控制器中，在相序信號模塊上連接有三角波模塊。在上述的三相大功率步進電機驅動控制器中，所述的中央處理單元上還連接有能根據中央處理單元發出的信號對中央處理單元進行電路保護的電路保護模塊。在上述的三相大功率步進電機驅動控制器中，所述的電路保護模塊包括過壓電 路、欠壓電路、過流電路以及過熱電路。在上述的三相大功率步進電機驅動控制器中，所述的中央處理單元還連接有用於用戶設置信號輸入的細分電流設置電路。在上述的三相大功率步進電機驅動控制器中，在中央處理單元上連接有內部電源模塊。與現有的技術相比，本三相大功率步進電機驅動控制器的優點在於設計合理，結構簡單可靠，負載能力強，步距角解析度高，步進電機定位精度高，發熱量大，振動大，噪聲大，效率高。

圖I是本實用新型提供的結構框圖。圖2是本實用新型提供的具體電路圖。圖中，中央處理單元I、制動電阻釋放模塊la、信號接口模塊2、模擬波模塊3、相序信號模塊4、三角波模塊41、驅動控制模塊5、電流檢測模塊6、電路保護模塊7、細分電流設置電路8、內部電源模塊9。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的說明。如圖1、2所示，本三相大功率步進電機驅動控制器，與制動電阻釋放模塊Ia相連，包括能根據信號輸入與輸出處理運算數據的中央處理單元1，在中央處理單元I上連接有能控制信號接入的信號接口模塊2，在中央處理單元I上還連接有能將中央處理單元I輸出的離散數字量轉換為連續變化的模擬量的模擬波模塊3，在模擬波模塊3上連接有能控制電機驅動的相序信號模塊4，在相序信號模塊4上連接有能根據相序信號模塊4輸入的信號確定電機啟停的驅動控制模塊5，在驅動控制模塊5上連接有能檢測驅動控制模塊5工作電流且能將檢測結果反饋至中央處理單元I的電流檢測模塊6。具體的，如圖1、2所示，在相序信號模塊4上連接有三角波模塊41，在中央處理單元I上還連接有能根據中央處理單元I發出的信號對中央處理單元I進行電路保護的電路保護模塊7，在中央處理單元I還連接有用於用戶設置信號輸入的細分電流設置電路8，在中央處理單元I上連接有內部電源模塊9。更具體地說，如圖2所示，驅動控制模塊5包括三路半橋驅動電路；電路保護模塊7包括過壓電路、欠壓電路、過流電路以及過熱電路。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了中央處理單元I、制動電阻釋放模塊la、信號接口模塊2、模擬波模塊3、相序信號模塊4、三角波模塊41、驅動控制模塊5、電流檢測模塊6、電路保護模塊7、細分電流設置電路8、內部電源模塊9等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。 使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種三相大功率步進電機驅動控制器，與制動電阻釋放模塊(Ia)相連，本控制器包括能根據信號輸入與輸出處理運算數據的中央處理單元(I)，在中央處理單元(I)上連接有能控制信號接入的信號接口模塊(2)，其特徵在於，所述的中央處理單元(I)上還連接有能將中央處理單元(I)輸出的離散數字量轉換為連續變化的模擬量的模擬波模塊(3)，在模擬波模塊(3)上連接有能控制電機驅動的相序信號模塊(4)，在相序信號模塊(4)上連接有能根據相序信號模塊(4)輸入的信號確定電機啟停的驅動控制模塊(5)，在驅動控制模塊(5)上連接有能檢測驅動控制模塊(5)工作電流且能將檢測結果反饋至中央處理單元(I)的電流檢測模塊(6)。
2.根據權利要求I所述的三相大功率步進電機驅動控制器，其特徵在於，所述的驅動控制模塊(5)包括三路半橋驅動電路。
3.根據權利要求2所述的三相大功率步進電機驅動控制器，其特徵在於，在相序信號模塊(4)上連接有三角波模塊(41)。
4.根據權利要求3所述的三相大功率步進電機驅動控制器，其特徵在於，所述的中央處理單元(I)上還連接有能根據中央處理單元(I)發出的信號對中央處理單元(I)進行電路保護的電路保護模塊(7)。
5.根據權利要求4所述的三相大功率步進電機驅動控制器，其特徵在於，所述的電路保護模塊(7)包括過壓電路、欠壓電路、過流電路以及過熱電路。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的三相大功率步進電機驅動控制器，其特徵在於，所述的中央處理單元(I)還連接有用於用戶設置信號輸入的細分電流設置電路(8)。
7.根據權利要求6所述的三相大功率步進電機驅動控制器，其特徵在於，在中央處理單元(I)上連接有內部電源模塊(9)。
專利摘要本實用新型屬於步進電動機技術領域，尤其是涉及一種三相大功率步進電機驅動控制器。它解決了現有技術設計不夠合理等問題。與制動電阻釋放模塊相連，包括能處理運算數據的中央處理單元，在中央處理單元上連接有能控制信號接入的信號接口模塊，中央處理單元上還連接有模擬波模塊，在模擬波模塊上連接有相序信號模塊，在相序信號模塊上連接有驅動控制模塊，在驅動控制模塊上連接有能檢測驅動控制模塊工作電流且能將檢測結果反饋至中央處理單元的電流檢測模塊。與現有的技術相比，本實用新型的優點在於設計合理，結構簡單可靠，負載能力強，步距角解析度高，步進電機定位精度高，發熱量小，振動小，噪聲小，效率高。
文檔編號H02P8/36GK202663343SQ201220201698
公開日2013年1月9日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者吳澤明 申請人:常州澤明自動化設備有限公司