CN102291074A - 伺服驱动步进电机一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伺服驱动步进电机一体机，包括步进电机和伺服驱动器，所述的步进电机和伺服驱动器一体可拆卸式连接，伺服驱动器包括有主回路和控制回路，所述的控制回路通过软硬件技术将译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块集成在同一个单元芯片内，所述的主回路和控制回路设置在印制线路板上，伺服驱动器整合在步进电机机身内部。采用本发明使伺服驱动器的集成度大为提高，电路大为简化，体积大为缩小，性能显著提高，外部尺寸最小化、内部配线最紧凑，使得产品整体性能得以全面提升，还简化安装和接线，降低了成本。

Description

伺服驱动步进电机一体机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是一种将伺服驱动器与电机融为一体设计的伺服驱动步进电机一体机。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。自上个世纪发明步进电机以来，由于受到伺服驱动器的体积和散热等一系列的技术限制，使得伺服驱动器与电机分别独立自成一体成为定式，因此用户使用时需要将伺服驱动器通过连接线连接在电机上，由于连接线过长会引起一些不稳定因素，所以会给电机的整体性能带来一定的影响，并且安装过程也较为繁琐。而在伺服驱动器方面，伺服驱动器主要由主回路和控制回路构成，但是由于关键技术的落后，因此需要采用CPU、D/A、多片运算放大器、多片逻辑电路以及相当数量的分立元件组合完成，这样不仅造成体积过大，电路布局复杂，而且使得性能没有保障，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种电路简单，集成度高，体积小，成本低的伺服驱动步进电机一体机。

本发明所采用的技术方案为：一种伺服驱动步进电机一体机，包括步进电机和伺服驱动器，所述的步进电机和伺服驱动器一体可拆卸式连接，伺服驱动器包括有主回路和控制回路，所述的控制回路具有译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块，所述的译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块集成在同一个单片芯片内，所述的主回路和控制回路设置在伺服驱动器内部的印制线路板上。

进一步说，为了方便本发明对伺服驱动器和步进电机的维修、保养，本发明所述的步进电机具有定子，定子上设置有线圈，所述的线圈利用连接插座与伺服驱动器上设置的印制线路板通过连接插头接插连接。

再进一步的说，为了增加伺服驱动器的散热性能，提高本发明的工作效率，并为本发明提供工作电源或工作信号接入，本发明还包括所述的伺服驱动器上还设置有散热齿和输入端子。

本发明的有益效果是：将伺服驱动器整合在步进电机机身内部，做到伺服驱动器和步进电机一体设计，使得产品的外部尺寸最小化，内部配线最紧凑，更好的提高了整体的性能，并且由于实现伺服驱动器的高集成度，大大简化了电路，更好的缩小了体积，降低了生产成本，简化了安装和接线的过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明的电气原理图；

图中：1、步进电机；2、伺服驱动器；3、印制线路板；4、定子；5、散热齿；6、输入端子；7、连接插头；8、连接插座。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的一种伺服驱动步进电机一体机，包括步进电机1和伺服驱动器2，所述的步进电机1和伺服驱动器2一体可拆卸式连接，伺服驱动器2包括有主回路和控制回路，所述的控制回路具有译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块，所述的译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块集成在同一个单元芯片内，所述的主回路和控制回路设置在伺服驱动器内部的印制线路板3上。所述的步进电机1具有定子4，定子4上设置有线圈，所述的线圈利用连接插座8与伺服驱动器2上设置的印制线路板3通过连接插头7接插连接。所述的伺服驱动器2上还设置有散热齿5和输入端子6。

本发明所述的输入端子6采用JK2EDGK/V-381型号的接线端子为本发明提供工作电源或工作信号接入。

本发明所述的单元芯片可选用日本东芝公司、美国Allegro公司或其他半导体公司定做加工，也可以选择功能符合的DSP、RAM或FPGA编程实现。

本发明所述的伺服驱动器2的主回路采用交流电压转换为直流电压再转换为交流电压型逆变器形式，由整流桥和滤波电容完成交流到直流的交换，再由IGBT功率模块实现从直流到交流的转换，为步进电机的定子上设置的线圈提供所需要的交流电流，其电气原理图如图2所示。

又如图2所示，本发明所述的伺服驱动器2的控制回路集成在一块单元芯片内，为芯片输入的控制信号包括：步进脉冲信号CP、方向电平信号、使能电平信号、细分选择信号和相电流幅值选择信号，所述的步进脉冲信号、方向电平信号和使能电平信号通过输入接口送入芯片内，芯片根据输入的控制信号生成所需的正弦电流基准波形，正弦电流基准波形再与电流霍尔传感器检测到的步进电机相电流的瞬时值进行比较，生成驱动IGBT功率模块工作的PWN信号，从而达到高性能的运行效果。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

Claims (3)

1.一种伺服驱动步进电机一体机，包括步进电机(1)和伺服驱动器(2)，其特征在于：所述的步进电机(1)和伺服驱动器(2)一体可拆卸式连接，伺服驱动器(2)包括有主回路和控制回路，所述的控制回路具有译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块，所述的译码分配模块、逻辑控制模块、PWM控制模块和电流运算模块集成在同一个单元芯片内，所述的主回路和控制回路设置在伺服驱动器内部的印制线路板(3)上。

2.如权利要求1所述的伺服驱动步进电机一体机，其特征在于：所述的步进电机(1)具有定子(4)，定子(4)上设置有线圈，所述的线圈利用连接插座(8)与伺服驱动器(2)上设置的印制线路板(3)通过连接插头(7)接插连接。

3.如权利要求1所述的伺服驱动步进电机一体机，其特征在于：所述的伺服驱动器(2)上还设置有散热齿(5)和输入端子(6)。

Images