[实用新型]一种一体式闭环步进电机

说明书

本实用新型公开了一种一体式闭环步进电机，控制电路板设于电机主体内，电源信号线连接控制电路板并从电机主体侧边延伸，所述电机主体包括有磁鼓、定子组件、转子组件、前端盖和设有轴孔的后端盖，所述转子组件设于定子组件内，定子组件和转子组件的组合体夹持于前端盖和后端盖之间，所述磁鼓固定连接转子组件，所述控制电路板透过轴孔与磁鼓触碰，控制电路板透过轴孔与磁鼓紧密贴合，同时磁鼓可检测到转子组件转动后产生的磁场强度，省去了用传统反馈编码器时所需的过渡联接轴承或联轴器，做到无接触式的位置测量，降低了电机运行过程中因机械轴振动而造成编码器失效和甚至损坏的风险，有助于提升电机运行的稳定性。

技术领域

本实用新型属于步进电机技术领域，尤其涉及一种一体式闭环步进电机。

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电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

现有的步进电机存在如下弊端：

1)步进电机的驱动器、位置检测装置均需要外接，导致整个系统体积大，成本高，操作不便；

2)传统反馈编码器时需要过渡联接轴承或联轴器，电机运行过程中因机械轴振动而造成编码器失效，甚至损坏。

实用新型内容

为了解决上述现有技术弊端，本实用新型提供了一种一体式闭环步进电机，将驱动电路和检测电路整合于控制电路板上，体积小，成本低，操作方便。

本实用新型相对于现有技术的创新之处在于：

一种一体式闭环步进电机，包括有电机主体、控制电路板和电源信号线，控制电路板设于电机主体内，电源信号线连接控制电路板并从电机主体侧边延伸，所述电机主体包括有磁鼓、定子组件、转子组件、前端盖和设有轴孔的后端盖，所述转子组件设于定子组件内，定子组件和转子组件的组合体夹持于前端盖和后端盖之间，所述磁鼓固定连接转子组件，所述控制电路板透过轴孔与磁鼓触碰，通过磁鼓检测转子组件转动时产生的磁场强度，控制电路接收信号。

进一步地，所述控制电路板包括检测电路、驱动电路、电源电路和主控电路，所述检测电路连接驱动电路和磁鼓，所述驱动电路连接主控电路和电机主体，所述电源电路电连接检测电路、驱动电路和主控电路以提供电源，主控电路采用芯片IC1作为控制芯片，其型号为STC51；所述检测电路包括有磁编码器IC7，其型号为AS5040,所述驱动电路包括有驱动器IC10、驱动器IC11、驱动器IC12和驱动器IC13，其型号为IR2104PBF，驱动器的第2引脚连接芯片IC1 的第19-22引脚构成PWM信号路径；驱动器IC10-13的第6引脚连接磁编码器IC7的第2和6引脚和端子J3构成电机主体的检测和驱动控制，通过磁编码器检测电机主体转动产生的磁场强度变化，传输信号给主控电路，主控电路将调整后的驱动信号发送给驱动电路，使电机主体按照指定的状态持续运转。