兩相混合式步進電機驅動控制系統的製作方法

2023-05-17 12:45:41

兩相混合式步進電機驅動控制系統的製作方法
【專利摘要】兩相混合式步進電機驅動控制系統。目前在工業應用中，多數驅動器體積較大，通用性不強，往往要求外接多路電源，而且成本不低。本實用新型的組成包括：控制器（1），所述的控制器分別與過流保護電路（2）、半流鎖定電路（3）、相電流設定電路（4）、A相功率驅動電路（5）、B相功率驅動電路（6）、光耦隔離電路（7）、高頻DC-DC變換電路（8）、步進電機（9）連接，所述的步進電機分別與所述的A相功率驅動電路、所述的B相功率驅動電路、所述的過流保護電路連接，所述的半流鎖定電路與所述的相電流設定電路連接，所述的高頻DC-DC變換電路與所述的A相功率驅動電路。本實用新型用於步進電機的控制。
【專利說明】兩相混合式步進電機驅動控制系統
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型涉及一種兩相混合式步進電機驅動控制系統的硬體部分的改進。
[0003]【背景技術】:
[0004]步進電機是由脈衝控制運行的特殊同步電動機，對應每一供電脈衝，都產生一個恆定量的步進運動，可以是角位移或線位移。步進電機可以實現信號變換，是數字控制系統中廣泛應用的執行元件。它具有一定的開環控制精度，步距誤差不長期積累，易於啟動、停止、正反轉及變速，與上位機接口簡單方便等特點。隨著電力電子技術、控制技術以及電機本體的發展，步進電機在辦公自動化、工業自動化機器、數控機械等眾多領域獲得更廣泛的應用。
[0005]同時步進電機驅動器也得到了很大的發展和改進。但是目前在工業應用中，多數驅動器體積較大，通用性不強，往往要求外接多路電源，而且成本不低。
[0006]實用新型內容:
[0007]本實用新型的目的是提供一種兩相混合式步進電機驅動控制系統的硬體部分。
[0008]上述的目的通過以下的技術方案實現:
[0009]一種兩相混合式步進電機驅動控制系統，其組成包括:控制器，所述的控制器分別與過流保護電路、半流鎖定電路、相電流設定電路、A相功率驅動電路、B相功率驅動電路、光耦隔離電路、高頻DC-DC變換電路、步進電機連接，所述的步進電機分別與所述的A相功率驅動電路、所述的B相功率驅動電路、所述的過流保護電路連接，所述的半流鎖定電路與所述的相電流設定電路連接，所述的高頻DC-DC變換電路與所述的A相功率驅動電路。
[0010]所述的兩相混合式步進電機驅動控制系統，所述的控制器採用L297，所述的高頻DC-DC變換電路包括PWM控制器集成電路，所述的PWM控制器集成電路採用SI9114A。
[0011]有益效果:
[0012]本實用新型成本低、體積小，單電源輸入範圍在25?85Vdc，輸出每相電流最大值是7A，通用性強，控制簡單，可靠性高。
[0013]本實用新型以單片步進電機控制器集成電路L297為控制核心，集成了脈衝分配器、PWM斬波器以及輸出邏輯控制單元等豐富模塊，使系統控制更加方便簡單。採用由晶體三極體和功率MOS管組成的分立式的功率驅動電路代替集成塊電路，使系統成本降低，而且能夠滿足驅動寬電壓、大電流的步進電機的要求。以單片電流型PWM控制器集成電路SI9114A為核心，設計的高頻DC-DC變換電路解決了系統所需多路電源的需求，降低了系統功耗，減小了電源電路的體積，並且降低了成本。
[0014]本實用新型接收步進脈衝信號CP、方向信號DIR、脫機信號FREE以及工作方式選擇信號MODE，通過光耦隔離輸入給L297。此外系統還具有相電流大小選擇、半流鎖定以及過流保護等功能。步進電機控制電路以L297為核心。通過內部集成的脈衝分配器產生三種相序信號，對應於三種不同的工作方式:半步方式；基本步距，一相激勵方式；基本步距，兩相激勵方式。脈衝分配器內部是一個3位可逆計數器，加上一些組合邏輯，產生每周期8拍格雷碼時序信號，就是半步工作方式時的時序信號。而在基本步距工作方式時，則產生每周期4拍的時序信號。恆流斬波控制技術是目前步進電機控制的主流技術，驅動方式採用PWM等方式，使相繞組電流無論在低頻或高頻段工作時都保持基本恆定。由於電機的電磁轉矩只與電機相繞組電流相關，所以恆流斬波控制技術能夠保證電機牽出轉矩的平均值基本恆定。同時，電機的高頻響應得以提高，共振現象減弱。該兩相混合式步進電動機驅動器充分利用了 L297的功能，採用恆流斬波驅動控制方法。通過採樣電阻反饋相繞組電流值與設定的相繞組電流峰值相比較，產生驅動控制信號，使電源電壓工作在開關狀態，進而使繞組電流保持在設定值附近波動。由於電源電壓並不是一直向繞組供電，而只是一個個窄脈衝，總的輸入能量是各脈衝時間的電壓與電流乘積的積分，取自電源的能量大幅度下降，降低了發熱量，具有較高的效率。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0016]附圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0017]附圖2是本實用新型的半流鎖定電路的電路原理圖。
[0018]【具體實施方式】:
[0019]實施例1:
[0020]一種兩相混合式步進電機驅動控制系統，其組成包括:控制器1，所述的控制器分別與過流保護電路2、半流鎖定電路3、相電流設定電路4、A相功率驅動電路5、B相功率驅動電路6、光耦隔離電路7、高頻DC-DC變換電路8、步進電機9連接，所述的步進電機分別與所述的A相功率驅動電路、所述的B相功率驅動電路、所述的過流保護電路連接，所述的半流鎖定電路與所述的相電流設定電路連接，所述的高頻DC-DC變換電路與所述的A相功率驅動電路。
[0021]實施例2:
[0022]根據實施例1所述的兩相混合式步進電機驅動控制系統，所述的控制器採用L297，所述的高頻DC-DC變換電路包括PWM控制器集成電路，所述的PWM控制器集成電路採用 SI9114A。
【權利要求】
1.一種兩相混合式步進電機驅動控制系統，其組成包括:控制器，其特徵是:所述的控制器分別與過流保護電路、半流鎖定電路、相電流設定電路、A相功率驅動電路、B相功率驅動電路、光耦隔離電路、高頻DC-DC變換電路、步進電機連接，所述的步進電機分別與所述的A相功率驅動電路、所述的B相功率驅動電路、所述的過流保護電路連接，所述的半流鎖定電路與所述的相電流設定電路連接，所述的高頻DC-DC變換電路與所述的A相功率驅動電路。
2.根據權利要求1所述的兩相混合式步進電機驅動控制系統，其特徵是:所述的控制器採用L297，所述的高頻DC-DC變換電路包括PWM控制器集成電路，所述的PWM控制器集成電路採用SI9114A。
【文檔編號】H02P8/22GK203788207SQ201420015385
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】顧軒溥 申請人:顧軒溥