[实用新型]一种由四线步进电机驱动的张力器

说明书

技术领域

本实用新型涉及张力器，尤其涉及一种由四线步进电机驱动的张力器。

背景技术

目前在生产小型变压器、继电器、马达等线圈的绕线工序中，通常需要使用绕线机和张力器，张力器的作用是保持绕线机在绕线过程中保持适当的恒定张力，使得绕制的线圈松紧适宜、整齐饱满、性能优异。常用的张力器由放线机构和张力控制机构组成，放线机构包括一放线轮，该放线轮的轴与一电机传轴连接，现有技术中常用的电机为伺服电机以及步进电机，由于伺服电机的成本较高，所以300g以下小张力范围张力器中多选用步进电机作为驱动电机。

现有由步进电机驱动的张力器均采用二相六线步进电机，然而，在使用过程中发现二相六线步进电机所能提供的线速度和张力支持较局限，特别在线束度方面，其最大放线速度仅为6米/秒左右，最大支持的张力控制值仅为300g左右，不能满足较高线速度和较大张力的要求。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低成本且支持较高线速度和较高张力值的张力器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种由四线步进电机驱动的张力器，包括一放线机构，放线机构包括一放线轮，该放线轮的轴与一电机传动连接，其特征在于：所述电机为二相四线步进电机，电机驱动为基于PID电流控制算法设计的二相步进驱动器。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述二相四线步进电机配合适当的放线轮，其放线速度能够达到15米/秒，并且在此线速度下依然能提供150g左右的张力值。依本方案设计的张力器在12米/秒线速度时，可以提供300g左右的张力值。相较于二相六线步进电机能够明显提供更高的线速度和张力值。

2、上述方案中，所述放线机构由放线轮、出线轮以及一组整线轮组成。

3、上述方案中，所述放线机构中的出线轮设置在一张力杆上，张力杆转轴设置在张力器的机壳上，张力杆上同时还连接有一角度传感器，随着绕线机绕线时线速度的变化，张力器需要提供的张力值也相应发生变化，张力杆绕其转动支点摆动带动角度传感器轴转动 ，角度传感器将张力杆的角度变化转化为电信号输入到一张力控制单元，张力控制单元输出脉冲信号到基于PID电流控制算法设计的二相步进驱动器，基于PID电流控制算法设计的二相步进驱动器根据张力控制单元提供的脉冲量通过电流控制算法调节其输出电流，改变二相四线步进电机的转速，并改变其放线速度，从而达到快速适应绕线线速度的目的。当二相四线步进电机的速度和扭矩足以平衡张力杆时，二相四线步进电机就不再加速或减速。 

4、上述方案中，所述张力控制单元为一张力控制电路。

5、上述方案中，所述张力杆上还设置有张力调节机构，该张力调节机构由拉簧以及拉簧杆构成。

本实用新型工作原理及优点：

传统观念认为二相六线步进电机相较于二相四线步进电机更适合高速运转，但是，经申请人实践证明，二相四线步进电机配合基于PID电流控制算法设计的二相步进驱动器能够提供比二相六线步进电机更高的转速，配合相应的线轮会有更高的线速度。本实用新型使用二相四线步进电机及驱动取代了现有技术中使用的二相六线步进电机及驱动，使得张力器能够支持更高的线速度和张力值。

附图说明

附图1为本实用新型实施例张力器机壳外部结构立体图；

附图2为本实用新型实施例张力器机壳内部结构立体图。

以上附图中：1、机壳；2、放线轮；3、出线轮；4、第一整线轮；5、第二整线轮；6、张力杆；7、拉簧杆；8、拉簧；9、角度传感器；10、基于PID电流控制算法设计的二相步进驱动器；11、二相四线步进电机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种由四线步进电机驱动的张力器

参见附图1和附图2所示，包括一放线机构，所述放线机构由放线轮2、出线轮3、第一整线轮4和第二整线轮5组成，所述放线轮2的轴与一二相四线步进电机11传动连接。

所述在合适的线轮配合下，二相四线步进电机的放线速度能够达到15米/秒，相较于二相六线步进电机能够提供更高的线速度和张力值。