[實用新型]一種基于矢量控制的全數字步進驅動裝置

有效

• 申請號: 201020630151.2
• 申請日: 2010-11-27
• 公開（公告）號: CN201869147U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 盧長龍;鄒駿宇
• 申請（專利權）人: 無錫信捷電氣有限公司
• 主分類號: H02P8/00
• 分類號: H02P8/00;H02P21/14
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 夏晏平

技術領域

本實用新型涉及步進電機，具體地，涉及一種基于矢量控制的全數字步進驅動裝置。

背景技術

步進電機是數字控制系統中重要的執行元件，步進電機必須有一個與之匹配的驅動電路來驅動其正常工作；步進電機本體與步進驅動器兩者密不可分的組成了步進電機系統，步進電機系統工作性能和運行狀況很大程度上取決于步進驅動器。

在現有技術中，傳統的步進驅動器都是通過電子器件搭建起來的硬件電路，隨著電力電子技術的發展，步進驅動器在能耗和體積方面有了很大的改進。

多年來，國內外針對步進驅動系統作出大量的研究，國內的研究主要集中于外圍功能的改進，升降速曲線的研究以改善步進電機的機械特性；國外主要集中于研究并大量使用專用芯片，這樣大大縮小了驅動器體積明顯提高了整機性能，降低能耗。

但是，在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中至少存在以下缺陷：

(1)成本高：采樣硬件電路實現步進驅動系統控制功能成本較高；

(2)動態和穩態性能差：模擬器件受環境因素影響直接導致控制參數改變，從而降低控制系統的動態和穩態性能；

(3)功能少：雖然部分廠家的步進驅動器采用單片機等微處理器來實現部分功能，但也僅限于角度計算、速度曲線計算等簡單外圍功能，并沒有充分發揮高性價比的微處理器的優勢，利用高性能的微處理器來靈活實現控制功能；另外，目前步進驅動器都是速度環開環控制無法解決步進電機失步這一致命缺陷；

(4)人性化性能差：操作不夠人性化；

(5)升級性能差：版本不可升級，出廠的產品無法實現版本升級。

發明內容

本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種基于矢量控制的全數字步進驅動裝置，以實現成本低、動態和穩態性能好、功能多、人性化性能好、以及升級性能好的優點。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種基于矢量控制的全數字步進驅動裝置，包括操作面板、RS-232接口、RS-485接口、各端子功能接口、數字信號處理器DSP、電流采樣電路、逆變器、電機與直流電源Vdc，其中：所述操作面板通過RS-232接口與DSP連接；RS-485接口、各端子功能接口與逆變器，分別與DSP連接；所述逆變器連接在直流電源Vdc與電機之間，電流采樣電路連接在逆變器及電機的公共端與DSP之間。

進一步地，所述DSP包括第一串行通訊SCI接口、第二SCI接口、I/O接口、PWM波形發生器與模數轉換ADC接口，其中：所述第一SCI接口與RS-232接口連接，第二SCI接口與RS-485接口連接，I/O接口與脈沖發生器及各端子功能接口連接，PWM波形發生器與逆變器連接，ADC接口與電流采樣電路連接。

本實用新型各實施例的基于矢量控制的全數字步進驅動裝置，由于包括操作面板、RS-232接口、RS-485接口、各端子功能接口、DSP、電流采樣電路、逆變器、電機與直流電源Vdc，其中：操作面板通過RS-232接口與DSP連接；RS-485接口、各端子功能接口與逆變器，分別與DSP連接；逆變器連接在直流電源Vdc與電機之間，電流采樣電路連接在逆變器及電機的公共端與DSP之間；DSP可以根據輸入脈沖信號折算出電機轉速，電流采樣電路采樣電機電流，經模數轉換為電流數字量，DSP根據輸入速度和電流，經控制運算，計算出輸出電壓并折算為PWM輸出到逆變器中，PWM開關狀態經過全橋逆變電路輸出電壓到電機上，從而形成一個循環，操作面板經RS-232接口與DSP通信，用戶通過操作面板給DSP配置參數，同時DSP把狀態信息和報警信息通過面板反饋給用戶；從而可以克服現有技術中成本高、動態和穩態性能差、功能少、人性化性能差、以及升級性能差的缺陷，以實現成本低、動態和穩態性能好、功能多、人性化性能好、以及升級性能好的優點。

本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1為根據本實用新型基于矢量控制的全數字步進驅動裝置的工作原理示意圖；

圖2為根據本實用新型基于矢量控制的全數字步進驅動裝置的總體控制框圖；