一种一体式闭环步进电机制造技术

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式闭环步进电机
本技术属于步进电机
，尤其涉及一种一体式闭环步进电机。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决上述现有技术弊端，本技术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。本技术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。进一步地，所述驱动电路还包括有比较器IC14、运放器IC15和运放器IC16，驱动器的第5引脚连接比较器IC14的第2引脚和运放器IC15和运放器IC16的第2引脚，比较器IC14的第1引脚连接芯片IC1的第18引脚，运放器IC15的第1引脚连接芯片IC1的第7引脚，运放器IC16的第1引脚连接芯片IC1的第8引脚，比较器IC14通过驱动器连接电机主体，而对电机主体的工作电压进行比对并将模拟信号转换成数字信号给主控电路，主控电路传输信号给运放器进行电压放大，从而输出指定的电压给电机主体。进一步地，所述主控电路还包括有光耦隔离模块和与其连接的端子J1，所述光耦隔离模块包括有光耦IC2、光耦IC3、光耦IC4、光耦IC5，所述端子J1连接控制器，芯片IC1的第27引脚连接光耦IC2的第3引脚，芯片IC1的第26引脚连接光耦IC3的第3引脚，芯片IC1的第25引脚连接光耦IC4的第3引脚，芯片IC1的第9引脚连接光耦IC5的第3引脚，通过控制器输入指令至主控电路中，信号并流经光耦隔离模块，从而调节电流改变占空比输出至电机主体。进一步地，所述主控电路还包括有拨码开关SW1，所述拨码开关的第7-12引脚连接芯片IC1的第1-6引脚，通过拨码开关设定主控电路的参数。进一步地，所述主控电路还包括有储存器IC6，所述储存器IC6的第1引脚连接芯片IC1的第11引脚，所述储存器IC6的第3引脚连接芯片IC1的第12引脚，通过储存器IC6储存数据。进一步地，所述电源电路包括有线性稳压集成电路IC8和线性稳压集成电路IC9，所述线性稳压集成电路IC8和线性稳压集成电路IC9调整220V市电成18-80V给电机主体。本技术的有益效果在于：1)电机主体内的后端盖设有一轴孔，磁鼓固定于转子组件的轴端，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；2)检测电路包括有磁编码器，磁鼓检测到信号传输给磁编码器，磁编码器与驱动电路、电机主体串联，驱动电路连接主控电路，通过磁编码器接收磁鼓的磁场强度变化信息并输出信号给驱动电路，驱动电路接收主控电路的指令进行脉冲调节，从而保证电机主体的持续稳定转动，充分利用步进电机的轴端空间，精度高，体积小，成本低，能够完美替代同规格的伺服电机。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的分解结构示意图一；图3为本技术的剖视图；图4为本技术的分解结构示意图二；图5为本技术控制电路板的电路框图；图6本技术控制电路板的电路原理图。图中，1为电机主体，11为定子组件，12为转子组件，13为前端盖，14为后端盖，141为螺纹孔，15为轴孔，16为第一紧固螺钉，161为第一连接孔，17为第二紧固螺钉，171为第二连接孔，172为引出线，18为防护盖，2为控制电路板，21为主控电路，22为电源电路，23为驱动电路，24为检测电路，3为电源信号线，4为磁鼓。具体实施方式下面将结合本技术的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参照图1-4，本技术一种一体式闭环步进电机，包括有电机主体1、控制电路板2和电源信号线3，控制电路板2设于电机主体1内，电源信号线3连接控制电路板2并从电机主体1侧边延伸，所述电机主体1包括有磁鼓4、定子组件11、转子组件12、前端盖13和设有轴孔141的后端盖14，所述转子组件12设于定子组件11内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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，其特征在于，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。/n

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述的一体式闭环步进电机，其特征在于，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。


3.根据权利要求2所述的一体式闭环步进电机，其特征在于，所述驱动电路还包括有比较器IC14、运放器IC15和运放器IC16，驱动器的第5引脚连接比较器IC14的第2引脚和运放器IC15和运放器IC16的第2引脚，比较器IC14的第1引脚连接芯片IC...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广自，
申请(专利权)人：广州佑田精密电机有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44