[实用新型]一种自驱式闭环步进电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自驱式闭环步进电机。该实用新型主要应用于机电一体化的运动控制系统、数控系统、机器人控制系统等领域，尤其适用于需要考虑电机及驱动的安装空间的场合。

背景技术

自动化控制领域应用的步进电机普遍是采用运动控制器(运动控制卡)+步进电机驱动器+步进电机的控制方式，驱动器对控制器发出的控制信号进行放大从而驱动步进电机运动。这种控制方式存在一些缺点，电机与驱动器之间没有反馈，容易出现失步，产生位置偏差，接线多、占用空间大，不能满足现代工控技术日益集成化、小型化和高精度的发展要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种新型步进电机。该电机集成传统的步进电机驱动器、步进电机、编码器等为一体，并采用高性能芯片模块化设计。步进电机根据驱动器指令运动的同时通过编码器反馈电机位置速度等信号给驱动器，实现闭环控制。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种自驱式闭环步进电机包括步进电机、位置反馈装置、步进电机驱动单元、全闭环控制单元和通讯单元。

所述的步进电机，可为2相步进电机、3相步进电机、5相步进电机；

所述的步进电机定子上绕有的线圈直接与电路板上的驱动单元连接；

所述的位置反馈装置，可采用增量式编码器、绝对式编码器、磁感应编码器等；

所述的驱动单元，包括MOS管或IGBT驱动模块、电流采样电路；

所述的全闭环位置控制单元，包括位置检测电路、中央控制单元、全闭环算法软件；

所述的通讯单元，包括串口、以太网、PowerLink、EtherCat现场总线等。

将所述的位置反馈装置、步进电机驱动单元、全闭环控制单元和通讯单元采用高集成度电路一体化设计，集成在一绝缘外壳内，该外壳与步进电机机身尾部机械固定连接。

所述的通讯单元与外部全部采用接线端子连接，端子设于驱动反馈装置外壳上面。

为了增加电机的散热性能，本实用新型还包括在所述的绝缘外壳上设置散热齿。

本实用新型采用了以上的一体化设计技术，与现有技术相比，使得自驱式闭环步进电机具有以下优点：

1.步进电机采用闭环控制，避免了失步现象，很好的控制了电机的运行精度。

2.电路采用高集成度一体化设计，使得产品的尺寸变小，内部结构紧凑，更好的提高了电机的整体性能。

3.采用高集成化设计，大大简化了电路，减少了配线从而节约成本，与外部连接全部采用连接端子连接，使得安装拆卸方便，结构紧凑可靠。

4.采用一体化设计的步进电机，用户选型方便，无需匹配电机和驱动器，节约开发时间。

5.维修维护方便，无需诊断驱动器、电机之间的故障问题，只需更换电机，大大节约了人力。

附图说明

图1为本实用新型的优选实施例的结构示意图

图2为本实用新型的控制框图

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1、2所示的一种自驱式闭环步进电机包括步进电机1、位置反馈装置5、步进电机驱动单元24、全闭环控制单元22、和通讯单元20构成，所述的驱动单元24、全闭环控制单元22、通讯单元20采用高集成度电路设计集成在一块电路板7上，所述的位置反馈装置5、步进电机驱动单元24、全闭环控制单元22和通讯单元20设置在一绝缘外壳4内，该绝缘外壳4与步进电机1机身尾部采用螺钉12连接。

所述的步进电机1上具有定子2，定子2上绕有线圈3，线圈3直接与电路板7上的驱动单元24连接。

所述的位置反馈装置，可采用增量式编码器、绝对式编码器、磁感应编码器等，包括光电码盘17、光电检测装置8。

所述的驱动单元24，包括MOS管或IGBT驱动模块23、电流采样电路25；

所述的全闭环位置控制单元22，包括位置检测电路26、中央控制单元21、全闭环算法软件；

所述的通讯单元20，采用串口、以太网、PowerLink或EtherCat现场总线等。

将所述的通讯单元20与上位机连接的网络接口端子14、I/O接口端子16、电源接口端子15、状态显示灯13设置在绝缘外壳4上，为了增加电机的散热性能，所述的绝缘外壳上还设置有散热齿10。