專利名稱：步進(jìn)電機平滑驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)電動機驅(qū)動裝置。
現(xiàn)有步進(jìn)電動機驅(qū)動電路一般都要采用恒流斬波驅(qū)動，此種驅(qū)動電路雖然簡單可靠，但其提供給步進(jìn)電機的信號為方波，電動機在瞬間獲得能量又瞬間釋放能量，造成步進(jìn)電機的振蕩，特別在低速時振蕩更加嚴(yán)重，嚴(yán)重時會造成電機失步。而高速時，電機輸出力矩又會下降。
本發(fā)明的目的是要提供一種電機在低速時無振蕩，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；高速時能獲得足夠的力矩，且結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的步進(jìn)電機驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該步進(jìn)電機平滑驅(qū)動裝置包括工作脈沖發(fā)生器、光電隔離器、恒流斬波驅(qū)動電路，其特點是在光電隔離器與恒流斬波驅(qū)動電路之間連接有一可編程邏輯陣列集成電路IC1；時基集成電路IC2及其外圍元件，電容器C1、C2，二極管D1、D2，電阻RN，電位器RW組成調(diào)制脈沖發(fā)生器，其輸出端與可編程邏輯陣列集成電路IC1的時鐘端相連接；恒流斬波驅(qū)動電路的各相恒流斬波控制信號，亦分別與可編程邏輯陣列集成電路IC1的相應(yīng)端連接。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于該驅(qū)動裝置將工作脈沖發(fā)生器提供的方波脈沖變換為具前沿脈沖序列脈沖和后沿序列脈沖的工作脈沖，進(jìn)而在電機繞組中形成在工作脈沖的上升沿逐漸獲得能量，在工作脈沖的下降沿逐漸釋放能量的梯形波，因而消除了振蕩。高速時，由于本驅(qū)動裝置采用高壓供電，所以具有足夠的力矩輸出。由鋼制閘板15及其操作手柄16構(gòu)成的風(fēng)閘；其爐膽8內(nèi)的橫隔板14上部的橫水管10間還設(shè)置有若干塊用于將橫隔板14上部的爐膽內(nèi)煙火通道置成“
”形通道的缺圓形折流板9。圖中，1——壓力表，2——安全閥，3——沖天管，4——排汽／熱水出口，5——飲水供管，7——液位計，11——掏灰口，12——清灰口，22——補水口，23——排污口，24——底座，33——洗爐／檢查孔，35——溫度計。
af′——步進(jìn)電機a相下管驅(qū)動信號V——步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)方向控制信號a——計算機給出的a相工作脈沖(經(jīng)光電隔離)b——計算機給出的b相工作脈沖(經(jīng)光電隔離)c——計算機給出的c相工作脈沖(經(jīng)光電隔離)h——調(diào)制脈沖信號ak、bk、ck分別為a相、b相、c相恒流斬波控制信號。
將這種邏輯關(guān)系固化于GAL16V8芯片中(同樣適用于其它可編程邏輯陣列芯片)。
此控制信號的特點是，前部的調(diào)制脈沖高電平的占空比大于50％，后部的調(diào)制脈沖高電平占空比小于50％，且前后部脈沖總寬度隨步進(jìn)電機運行速度的增加而減少，保證調(diào)制脈沖在整個控制信號中所占寬度的百分比不變。用這樣的控制信號去驅(qū)動恒流斬波驅(qū)動電路，由于步進(jìn)電機線圈電感的作用，在控制信號前沿，當(dāng)一個脈沖結(jié)束時繞組電流還沒有上升到規(guī)定值，功率開關(guān)管便關(guān)斷了，從而使繞組電流經(jīng)泄放回路續(xù)流，并有所下降。到下一個脈沖到來后電流又開始上升，如此反復(fù)。由于上升電流大于下降電流，經(jīng)數(shù)個前沿脈沖后電流達(dá)到額定值。在控制信號后沿，當(dāng)一個脈沖結(jié)束時，繞組電流開始下降，還未下降到零值，功率開關(guān)管便導(dǎo)通，繞組電流又有所上升，到下一個脈沖結(jié)束，電流又開始下降，如此反復(fù)。由于下降電流大于上升電流，經(jīng)數(shù)個后沿脈沖后電流才降到零值。這樣就使步進(jìn)電機每相的工作電流前沿呈逐步上升后沿呈逐步下降的階梯波。步進(jìn)電機相電流呈梯形波(見圖2中的a1)，步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)時工作平穩(wěn)無振蕩。且前后沿的寬度隨步進(jìn)電機運行頻率不同而變化，能適應(yīng)各種轉(zhuǎn)速。
如圖3，計算機給出的工作脈沖a、b、c及電機轉(zhuǎn)向信號V，經(jīng)光電隔離器GL1、GL2等接入可編程邏輯陣列芯片GAL16V8的1、2、3、4端，時基電路555及其外圍元件C1、C2、RN、RW、D1、D2組成調(diào)制脈沖發(fā)生器，其輸出h接至GAL16V8的5端，調(diào)節(jié)電阻RN、RW可改變調(diào)制脈沖的頻率和占空比。恒流斬波驅(qū)動電路的恒流斬波信號ak、bk、ck分別與GAL16V8的8、7、6端相接。上述信號經(jīng)GAL16V8邏輯運算后分別從19、18、17、16、15、14端輸出(af、af′)、(bf、bf′)、(cf、cf′)三組三相驅(qū)動信號，分別接入A相、B相、C相的恒流斬波驅(qū)動電路(見圖3中虛線框內(nèi))。恒流斬波驅(qū)動電路采用上、下管控制的恒流斬波方式，以A相為例，af控制上管(DB6)驅(qū)動，af′控制下管(DB5)驅(qū)動。上管以三極管DB6為主及其周圍元件DB3、DB4、DB2等組成，下管以三極管DB5為主及其周圍元件DB2等組成，D8、D10為續(xù)流二極管，電源高壓U1為150－180V、低壓U2為4.5－6V。La為步進(jìn)電機a相繞組。電壓比較器LM1由LM339及電阻RA10、RA11、RA12及RA13組成，為GAL16V8提供恒流斬波控制信號ak。
該步進(jìn)電機平滑驅(qū)動裝置，同樣也適合其它形式的步進(jìn)電動機功率放大電路。
本裝置邏輯功能的實現(xiàn)，同樣可以采用一般邏輯電路或ROM、EPROM等存貯器來實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種步進(jìn)電機平滑驅(qū)動裝置，有工作脈沖發(fā)生器、光電隔離器、恒流斬波驅(qū)動電路，其特征在于光電隔離器與恒流斬波驅(qū)動電路之間連接有一可編程邏輯陣列集成電路IC1；時基集成電路IC2及其外圍元件電容器C1、C2，二極管D1、D2電阻RN、電位器RW組成調(diào)制脈沖發(fā)生器，其輸出端與可編程邏輯陣列集成電路IC1的時鐘端相連接；恒流斬波驅(qū)動電路的各相恒流斬波控制信號，亦分別與可編程邏輯陣列集成電路IC1的相應(yīng)端連接。
專利摘要一種步進(jìn)電機平滑驅(qū)動裝置，包括工作脈沖發(fā)生器、恒流斬波驅(qū)動電路、光電隔離器，其特點是在光電隔離器與恒流斬波驅(qū)動電路之間連接有一可編程邏輯陣列集成電路和調(diào)制脈沖發(fā)生器。工作脈沖經(jīng)可編程邏輯陣列芯片處理后成為前沿序列脈沖和后沿序列脈沖的工作脈沖，該工作脈沖經(jīng)恒流斬波驅(qū)動電路后，在電機繞組中形成前后沿具有一定陡度的梯形波，從而減小了對電機的沖擊，消除了電機低速振蕩的問題。該裝置簡單可靠，調(diào)整方便。
文檔編號H02P8/00GK2158596SQ9321959
公開日1994年3月9日 申請日期1993年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月21日
發(fā)明者陳浩, 趙光宇, 楊劍英, 陳青江 申請人:青海省電腦自動化公司