[實用新型]一種步進電機轉子位置檢測裝置

有效

• 申請號: 201520685837.4
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN204886767U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 鄭雪欽;高鏘源
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: H02P8/34
• 分類號: H02P8/34
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

技術領域

本實用新型涉及步進電機檢測技術，具體是指一種步進電機轉子位置檢測裝置。

背景技術

步進電機作為執行元件，是數字控制的電動機，它將輸入脈沖轉換成一定角度的角位移。由于采用細分驅動，可以解決步進電機低頻振蕩等一些運行缺陷，擴展了其應用范圍。目前步進電機的位置控制一般采用開環控制和閉環控制，大部分的步進電機控制系統采用開環控制，無法實現對電機其實時位置和轉速進行跟蹤和控制，系統的精度不高。雖然現在采用一些位置控制方法，如使用傾角傳感器和相應的處理，實現步進電機位置信息及時反饋，但是由于這種方法實現復雜且不經濟。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種步進電機轉子位置檢測裝置，實現在無位置傳感器下對步進電機轉子位置的精準跟蹤和控制作用。

為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種步進電機轉子位置檢測裝置，具有微機控制器、斬波器、低通濾波器及電機驅動模塊，微機控制器內具有處理模塊、雙12位DA轉換模塊和雙12位AD采樣模塊；處理模塊的控制端經由斬波器電連接電機驅動模塊，電機驅動模塊的輸出端電連接步進電機；雙12位DA轉換模塊的信號輸出端電連接斬波器的信號輸入端，電機驅動模塊的電流采樣端電連接低通濾波器的輸入端，低通濾波器的輸出端分別電連接雙12位AD采樣模塊及斬波器的信號輸入端。

所述微機控制器內還設有正弦閾值濾波模塊，該正弦閾值濾波模塊電連接于雙12位AD采樣模塊與處理模塊之間。

所述微機控制器還電連接有上位機。

所述微機控制器的輸入端還連接有按鍵模塊。

采用上述方案后，本新型步進電機轉子位置檢測裝置，通過雙12位DA轉換模塊，給斬波器輸入兩路幅值相同、相位相差正弦波參考電壓，通過與電機相電流反饋值進行比較，實現恒流斬波控制；同時利用AD采樣模塊，對步進電機的相電流進行實時采樣，實現對步進電機兩相電流的實時跟蹤；通過處理模塊的微機軟件算法對數據信息進行處理，得到步進電機轉子的位置信息和步進電機運轉的速度，實現對步進電機的無位置傳感器的精準控制。整個控制器設計生產成本低，具有很高的研究和推廣價值。

附圖說明

圖1是本新型步進電機轉子位置檢測裝置的電路原理框圖；

圖2是本新型檢測裝置的轉子位置檢測的控制原理圖。

標號說明

微機控制器1雙12位DA轉換模塊11

雙12位AD采樣模塊12斬波器2

電機驅動模塊3低通濾波器4

上位機5按鍵模塊6

步進電機M。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本案作進一步詳細的說明。

本案涉及一種步進電機轉子位置檢測裝置，如圖1所示，主要具有微機控制器1、斬波器2、低通濾波器4及電機驅動模塊3。

微機控制器1內具有處理模塊、正弦波發生器、恒流比較器、雙12位DA轉換模塊11和雙12位AD采樣模塊12。處理模塊、正弦波發生器及恒流比較器依次電連接，恒流比較器的輸出端經由斬波器2電連接電機驅動模塊3，電機驅動模塊3的輸出端電連接步進電機M。雙12位DA轉換模塊11的信號輸出端電連接斬波器2的信號輸入端，電機驅動模塊3的電流采樣端電連接低通濾波器4的輸入端，低通濾波器4的輸出端分別電連接雙12位AD采樣模塊12及斬波器2的信號輸入端。

優選的，微機控制器1內還設有正弦閾值濾波模塊，該正弦閾值濾波模塊電連接于雙12位AD采樣模塊12與處理模塊之間。再有微機控制器1還電連接有上位機5，以進行上位控制作用。微機控制器1的輸入端還可以連接有按鍵模塊6，以便于對微機控制器1操控作用。

所述微機控制器1較佳地采用C8051f020芯片，斬波器采用L6006d斬波器，電機驅動模塊3采用L298N電機驅動模塊。

本新型步進電機轉子位置檢測裝置，控制原理如圖2所示，通過雙12位DA轉換模塊11，給斬波器2輸入兩路幅值相同、相位相差正弦波參考電壓，通過與電機相電流反饋值進行比較，實現恒流斬波控制；在步進電機恒流正弦斬波的細分控制基礎上，利用高速和高精度的雙路AD采樣模塊12對步進電機M的兩相電流進行實時采樣，得到兩相的實際電流值，與理論電流值計算求出兩者的差，得出實際位置與理論位置的相對位置，對兩相的輸出電流進行調節，實現步進電機的轉子位置檢測和控制。