[发明专利]一种三自由度运动永磁球形步进电动机电流控制装置

说明书

本发明涉及一种三自由度运动永磁球形步进电动机电流控制装置，包括主控站、控制模块、驱动模块、位置检测模块，所述主控站由PC机构成，与控制模块连接，所述控制模块包括微处理器，通过数据总线与驱动模块连接，所述驱动模块包括逆变电路、驱动电路、过电流保护电路以及电流采样电路，驱动模块的输出端分别与永磁球形步进电动机的24个定子线圈连接，所述位置检测模块通过位置信号通讯总线与控制模块相连。本发明能够输出大功率、高精度的驱动电流，具有结构简单、响应快、控制效率高等优点。

技术领域

本发明涉及特种电机控制领域，尤其涉及一种三自由度运动永磁球形步进电动机电流控制装置。

背景技术

随着中小型电机产品结构的调整和优化，特种专用电机已然成为电机行业发展的重点。三自由度永磁球形电机作为一种新颖的特种电机，在多自由度运动场合有其无法比拟的优势。与此同时，不同的球形电机的结构、定子线圈和转子磁极的分布，为球形电机的通电控制带来了新的难题。

永磁球形步进电动机定子线圈数量多，并且每个线圈需要单独的通电控制，传统电机的控制装置对于永磁球形步进电动机已不再适用。目前，业内需要开发出一款能够实时在线控制、电流域量大、控制精度高且具有多路输出的电流控制装置，从而驱动球形电机实现三维空间中多自由度的运动。

发明内容

为了解决上述技术问题，提供一种能够实时在线控制，且具有输出24路电流大小极性可控、电流域量大、精度高、结构简单、便于维护的永磁球形步进电机电流控制装置，本发明提供以下技术方案:

一种三自由度运动永磁球形步进电动机电流控制装置，包括主控站、控制模块、驱动模块、位置检测模块；所述主控站由PC机构成，与控制模块连接，所述控制模块包括微处理器，通过数据总线与驱动模块的输入端连接；所述驱动模块的输出端分别与永磁球形步进电动机的24个定子线圈连接，所述位置检测模块输入端与永磁球形步进电动机连接、输出端通过位置信号通讯总线与控制模块相连。

所述主控站由PC机构成，一方面负责输入的给定、接收由所述控制模块反馈回来的位置信号和电流采样信号，另一方面通过相应的控制算法，实时计算出对应定子线圈通电电流，发送给控制模块的微处理器。

进一步的，所述驱动模块包括逆变电路、驱动电路、过电流保护电路以及电流采样电路，所述逆变电路的输入端与控制模块相连，所述驱动电路的输入端与逆变电路相连，所述逆变电路输出端与永磁球形步进电动机相连，所述电流采样电路与逆变电路输出端相连，所述过电流保护电路与电流采样电路相连。

进一步的，所述控制模块包括微处理器和通讯单元，所述微处理器通过通讯单元与主控站连接。一方面负责接收所述主控站发来的控制信号，并通过数据总线发送给所述驱动模块，另一方面接受位置检测模块采集的电机位置信号和驱动模块的电流采样信号，反馈给主控站。

本发明的有益效果在于：能够通过主控站将控制模块反馈的电流采样信号和位置反馈信号进行实时地运算处理，实现电流和位置的双闭环控制；且具有电流采样和过电流保护功能，不仅保护电流控制装置，而且防止电机被烧坏；结构简单、性能稳定，具有电流域量大、精度高，电流大小极性可控的优点。

附图说明

图1、本发明的结构框图。

图2、本发明的驱动模块与主控模块、永磁球形步进电动机的连接结构示意图。

图3、本发明的一种实施例的主控站中电流控制系统控制界面图。

具体实施方式