[实用新型]全数字步进电机驱动控制一体机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机驱动控制技术，具体涉及一种全数字步进电机驱动控制一体机。

背景技术

普通的步进电机驱动器，是步进电机的驱动装置，步进电机的运行速度、位置、电流等信息需要上位机控制装置给定。步进电机驱动器只能完成驱动功能，是由电路特点决定的，目前市场上拥有的步进电机驱动器有三种基本结构，第一种结构是利用CPLD + EPROM + DA器件 + 功率器件，基于模拟调节技术控制电机电流为正弦波。其特点是原件多，算法集成能力弱，生产加工复杂。第二种结构是利用DSP + 功率器件，基于数字PI调节技术控制电机电流为正弦波。特点是使用器件较少，算法集成能力强，但主控器件价格昂贵。第三种结构是采用专用IC，特点是功率小，驱动控制方法固定。这三种架构的驱动器共同的缺点是：不具备组网功能，不能够总线方式完全控制，也不具备控制功能。另外，传统的步进电机驱动器通过电阻采样，反馈精度不高。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种运行平稳性好、具有高速总线接口的全数字步进电机驱动控制一体机。

一种全数字步进电机驱动控制一体机，其包括主控单元、信号隔离电路、驱动组件，还包括传感器和高速总线接口电路，所述信号隔离电路连接到主控单元并将位置脉冲输入信号和方向脉冲输入信号传送到主控单元，所述主控单元为ARM器件，所述主控单元与驱动组件连接并将位置脉冲和方向解析成位置和方向信息，以及将所述位置和方向信息发送给驱动组件，所述驱动组件与IGBT组件连接，并通过IGBT组件，输出正弦电流给步进电机，所述传感器两端分别与IGBT组件和主控单元连接，所述正弦电流通过所述传感器反馈给所述主控单元，所述主控单元通过模/数转换组件将反馈信号解析成数字信号，控制正弦电流的波形，所述高速总线接口电路将上位机传送的控制命令传递到主控单元，通过主控单元将命令解析成位置、方向信息、数字输入信号判决、数字输出信号有效性信息，控制步进电机内部正弦电流及电机的数字输出接口。

进一步地，一体机还包括用于存储用户运动控制程序的控制程序存储器，所述控制程序存储器通过数字输入口或高速总线接口电路接收的命令来启动。

进一步地，所述控制程序存储器通过高速总线接口电路下载用户控制程序到存储器中，或者通过电脑发送用户控制程序到存储器中。

进一步地，所述控制程序存储器采用EEPROM或铁电存储器。

进一步地，所述高速总线接口电路为RS485总线或RS232总线。

进一步地，所述ARM器件为32位ARM控制器。

进一步地，所述步进电机为两相步进电机。

进一步地，所述上位机是具有触摸屏的计算机系统。

所述全数字步进电机驱动控制一体机至少具有以下优点：

1. 利用传感器代替传统的电阻采样，提高了反馈速度和反馈精度，提升了步进电机运行的平稳性；

2. 增加了高速总线接口电路，用于命令控制和运动控制程序下载，方便大容量数据的发送和接收；

3. 还引入高性价比的ARM控制器，不仅满足步进电机驱动所需要的AD功能、SVPWM功能、高速运算功能，而且满足高速数字输入输出功能和高速总线接口电路的信号接收和发送功能，还满足对运动控制程序的读写与数字PI调节并行的需要；

4. 还可增加程序存储器，用于存储用户运动控制程序；

5. 增加程序存储器后，从功能方面来说，全数字两相步进电机驱动控制一体机可以完成传统步进电机驱动器 + 运动控制器的功能，从而为用户节省成本。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1是本实用新型实施例提供的全数字步进电机驱动控制一体机框架图；

图2是图1中的信号隔离电路示意图；

图3显示图1中的驱动组件13和IGBT组件19的电路结构；

图4显示图1中的传感器的电路结构；

图5显示本实用新型实施例中的RS485总线的电路结构。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅作为实例，并不用于限定本实用新型的保护范围。