專利名稱：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，特別是一種成本低廉、運(yùn)行可靠的適合單向步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)速度控制是靠輸入的脈沖信號的變化來改變的，分別給電機(jī)的各相通入電流，步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角(細(xì)分時(shí)為一個(gè)細(xì)分步距角)。由于整步運(yùn)行振動(dòng)大、步進(jìn)切換時(shí)保持力矩小，實(shí)際應(yīng)用中常采用細(xì)分的方法。通過細(xì)分不僅可以提高轉(zhuǎn)角精度、增大保持力矩，而且大大地減小了機(jī)器的振動(dòng)。然而，細(xì)分后電機(jī)的轉(zhuǎn)速減小，只適用于低速、高精度工作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器成本高、通用性差、線路復(fù)雜、操作不便等問題，本實(shí)用新型提供了一種成本低、性能穩(wěn)定的一線式單極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)置有將外界控制信號進(jìn)行處理的脈沖分配單元、循環(huán)轉(zhuǎn)換單元和功率驅(qū)動(dòng)單元，其特征是脈沖分配單元由CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用四個(gè)輸出端構(gòu)成，將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制的封閉小循環(huán)，CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的信號輸出端連接74LS02四或非門電路構(gòu)成的循環(huán)轉(zhuǎn)換單元，循環(huán)轉(zhuǎn)換單元的信號輸出端通過隔離電阻連接由三極管陣列TH3L20功率驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的功率驅(qū)動(dòng)單元。
工作原理本實(shí)用新型利用CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器將外界控制信號作脈沖分配，其四個(gè)輸出端形成封閉小循環(huán)將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制，再通過74LS02四或非門電路將單通四循環(huán)轉(zhuǎn)換成雙通四循環(huán)，輸出信號通過三極管陣列TH3L20進(jìn)行功率放大后激勵(lì)步進(jìn)電機(jī)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能通過一線式脈沖輸入控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，只需要改變脈沖信號的頻率即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。由于采用了雙通整步運(yùn)行方式，電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)]有降低、電機(jī)的振動(dòng)減小，同時(shí)電機(jī)的保持力矩增大，帶負(fù)載能力提高。本實(shí)用新型適用于單極性(unipolar)步進(jìn)電機(jī)(又稱為四相電機(jī)或雙相位六線式步進(jìn)電機(jī))，電機(jī)兩組帶有中間抽頭的線圈，整個(gè)電機(jī)共有六條線與外界連接。電機(jī)的四相中總有兩相交替通電，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、保持力矩明顯提高。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2(a)是步進(jìn)電機(jī)各相標(biāo)識示意圖。
圖2(b)是單通四循環(huán)工作時(shí)序圖。
圖2(c)是雙通四循環(huán)工作時(shí)序圖。
圖3是74LS02四或非門引腳定義圖。
圖4是三極管陣列TH3L20引腳定義圖。
具體實(shí)施方式
見圖1-4，本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)是脈沖信號作為CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘，CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用四個(gè)輸出端構(gòu)成將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制的封閉小循環(huán)，CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的10腳與15腳短接，使00～03依次出現(xiàn)高電平，相應(yīng)的四個(gè)輸出端依次導(dǎo)通，完成了四路信號A-B-C-D的切換。將這四路信號A-B-C-D分別作為74LS02四或非門的輸入，對應(yīng)的輸出分別是AB-BC-CD-DA。通過隔離電阻R1-R4將信號送入三極管陣列TH3L20功率驅(qū)動(dòng)電路中每一個(gè)三極管的基極b，使三極管順序?qū)?，?shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的特定相通電的目的。
權(quán)利要求1.一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置有將外界控制信號進(jìn)行處理的脈沖分配單元、循環(huán)轉(zhuǎn)換單元和功率驅(qū)動(dòng)單元，其特征是脈沖分配單元的CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用四個(gè)輸出端構(gòu)成將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制的封閉小循環(huán)，CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的信號輸出端連接74LS02四或非門電路構(gòu)成的循環(huán)轉(zhuǎn)換單元，循環(huán)轉(zhuǎn)換單元的信號輸出端通過隔離電阻連接由三極管陣列TH3L20功率驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的功率驅(qū)動(dòng)單元。
專利摘要一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置有將外界控制信號進(jìn)行處理的脈沖分配單元、循環(huán)轉(zhuǎn)換單元和功率驅(qū)動(dòng)單元，其特征是脈沖分配單元的CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用四個(gè)輸出端構(gòu)成，將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制的封閉小循環(huán)，CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的信號輸出端連接74LS02四或非門電路構(gòu)成的循環(huán)轉(zhuǎn)換單元，循環(huán)轉(zhuǎn)換單元的信號輸出端通過隔離電阻連接由三極管陣列TH3L20功率驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的功率驅(qū)動(dòng)單元。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能通過一線式脈沖輸入控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，只需要改變脈沖信號的頻率即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。由于采用了雙通整步運(yùn)行方式，電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)]有降低、電機(jī)的振動(dòng)減小，同時(shí)電機(jī)的保持力矩增大，帶負(fù)載能力提高。
文檔編號H02P8/14GK2914487SQ20062008925
公開日2007年6月20日 申請日期2006年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者李成華, 張本華 申請人:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)