一種步進電機的控制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種步進電機的控制裝置，用于控制步進電機的轉動。它包括驅動步進電機的功率放大器和向功率放大器輸出控制信號的信號發生器，其特征是，所述的信號發生器包括可產生不同電壓值的第一電壓生成電路（1）、第二電壓生成電路（2）和第一電壓輸出切換電路（3）、第二電壓輸出切換電路（4）；第一電壓生成電路（1）、第二電壓生成電路（2）為受控于單片機的電流加法運算電路可分別輸出電壓Umcosα和Umsinα，通過功率放大器進行功率放大后，使步進電機繞組產生的合成磁場有一恒定的磁場強度，同時通過磁場的合成使得步進電機的步距角能夠細分。該控制裝置制造成本低、結構簡單、使用可靠。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種步進電機的控制裝置
本技術涉及一種步進電機的控制裝置，它由電子元件構成，用于控制步進電機的轉動。
技術介紹
在液相色譜分析系統中使用步進電機來驅動恒流泵，該場合對步進電機的角度控制精度要求不高，出于對步進電機的控制裝置制造成本的考慮，通常采用如圖3電路所示控制裝置，它主要包括一驅動步進電機的功率放大器和一控制功率放大器的信號發生器，所述的信號發生器為一單片機IC1，單片機內設有程序可使單片機上的四個端口輸出與二進制數碼相對應的電平；所述的功率放大器包括四個三極管T1-T4，所述的三極管的集電極分別與步進電機的繞組a、繞組b的端頭A、/A、B、/B連接，繞組a和繞組b的中心抽頭接電源VE，三極管T1-T4的基極分別通過電阻R10、R13、R25、R28與信號發生器的輸出端對應連接，三極管T1-T4的發射極接地，信號發生器輸出的電平使三極管T1-T4導通或截止，當三極管Tl導通而三極管T2截止時繞組a中流過正向電流，當三極管T2導通而時三極管Tl截止時繞組a中流過反向電流，從而使繞組a產生的磁場方向互為相反，當三極管T3、T4互為導通、截止時繞組b產生磁場的過程與繞組a相似；信號發生器按一定的規律輸出二進制數碼電平，每輸出一個二進制數碼電平，使繞組a、b的合成磁場的方向偏轉一角度，由此形成旋轉磁場帶動步進電機的轉子轉動；改變信號發生器輸出電平的頻率，可使步進電機的轉速變化。這種控制裝置結構簡單、使用可靠、制造成本低，但是在控制步進電機轉動時，步進電機的步距最低為0.9度，每步的時間間隔較大使得步進電機的轉動不連續，同時在繞組a、b形成合成磁場時，磁場強度有一最大值，使步進電機產生較大的加速度導致轉速不平穩，使得恒流泵輸出的液體產生脈動，使分析結果不準確，使得步進電機產生較大的震動噪音，影響工作環境。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是，對現有技術的信號發生器進行改進，提供一種新的步進電機的控制裝置，該控制裝置在增加少許成本的基礎上可使步進電機的轉動平穩、震動噪音降低。為解決上述技術問題，本技術的步進電機的控制裝置包括驅動步進電機的功率放大器和向功率放大器輸出控制信號的信號發生器，其特征是，所述的信號發生器包括可產生不同電壓值的第一電壓生成電路1、第二電壓生成電路2和第一電壓輸出切換電路3、第二電壓輸出切換電路4 ；所述的第一電壓生成電路I主要由單片機ICl的端口 Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3，電阻R1-R9，二極管D1-D4，運算放大器IC2、IC3構成；端口 Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3分別接電阻Rl、R2、R3、R4的一端，電阻Rl、R2、R3、R4的另一端分別與二極管D1、D2、D3、D4的陽極相連接，二極管D1-D4的陰極與運算放大器IC2的反相輸入端連接，運算放大器IC2的反相輸入端、輸出端之間接有電阻R5，運算放大器IC2的同相輸入端通過電阻R6接地；運算放大器IC2的輸出端通過電阻R7與運算放大器IC3的反相輸入端連接，運算放大器IC3的反相輸入端、輸出端之間接有電阻R8，運算放大器IC3的同相輸入端通過電阻R9接地；所述的第一電壓輸出切換電路3由單片機ICl的端口 P3.2、P3.3，模擬開關IC6、IC7構成，模擬開關IC6、IC7的控制端分別與端口 P3.2、P3.3連接，模擬開關IC6、IC7的輸入端與運算放大器IC3的輸出端連接，模擬開關IC6、IC7的輸出端分別通過電阻RIO、R13與功率放大器的三極管T1、T2的基極連接，模擬開關IC6、IC7的輸出端分別通過電阻R11、R14接地；所述的第二電壓生成電路2由單片機ICl的端口 Pl.4、Pl.5、Pl.6、Pl.7，電阻R16-R24，二極管D5-D8，運算放大器IC4、IC5構成；第二電壓生成電路2中各元件的連接關系與第一電壓生成電路I中各元件的連接關系相對應；所述的第二電壓輸出切換電路4由單片機ICl的端口 P3.4、P3.5，模擬開關IC8、IC9構成，模擬開關IC8、IC9的控制端分別與端口 P3.4、P3.5連接，模擬開關IC8、IC9的輸入端與運算放大器IC5的輸出端連接，模擬開關IC8、IC9的輸出端分別通過電阻R25、R28與功率放大器的三極管T3、T4的基極連接，模擬開關IC8、IC9的輸出端分別通過電阻R26、R29接地。所述的功率放大器包括三極管T1-T4，所述的三極管的集電極分別與步進電機繞組a、b的端頭A、/A、B、/B連接，步進電機繞組a、b的中心抽頭接電源VE，三極管T1-T4的集電極與電源VE之間分別跨接有用于續流的二極管D9-D12，三極管T1-T4的發射極分別通過電阻 R12、R15、R27、R30 接地。所述的單片機ICl的型號為AT89C2051，端口 Pl.0、Pl.1分別通過電阻R31、R32與電源V+相連接。所述的模擬開關IC6、IC7、IC8、IC9的型號為CD4066。本技術與現有技術相比，增加了第一電壓生成電路1、第二電壓生成電路2，該電壓生成電路可在單片機的控制下分別輸出具有對應關系的兩組電壓信號，該電壓信號通過功率放大器放大后輸送至步進電機的繞組，使繞組產生恒定的磁場，同時可對磁場偏轉的角度進行細分，使步進電機的轉動平穩，轉動噪音降低，本技術以新增少量的成本大大提高了步進電機控制裝置性能。附圖說明圖1為本技術的電氣原理方框圖。圖2為本技術的電氣原理圖。圖3為現有技術的電氣原理圖。具體實施方式現結合附圖說明本技術的具體實施方式。本技術的步進電機控制裝置包括驅動步進電機的功率放大器，向功率放大器輸出控制信號的信號發生器。所述的功率放大器將信號發生器輸送的電壓按一定的比例變換成電流，使步進電機的繞組產生磁場，它包括三極管T1-T4，所述的三極管的集電極分別與步進電機繞組a、b的端頭A、/A、B、/B連接，步進電機繞組a、b的中心抽頭接電源VE，三極管T1-T4的集電極與電源VE之間分別跨接有用于續流的二極管D9-D12，三極管T1-T4的基極通過電阻R10、R13、R25、R28分別與模擬開關IC6、IC7、IC8、IC9的輸出端相連接， 三極管T1-T4的發射極分別通過電阻R12、R15、R27、R30接地；與現有技術相比三極管T1-T4的發射極分別串聯有電阻R12、R15、R27、R30，可使三極管集電極電流只隨輸入的基極電壓變化而不受電源VE電壓波動的影響。所述的信號發生器包括可輸出不同電壓值的第一電壓生成電路1、第二電壓生成電路2和第一電壓輸出切換電路3、第二電壓輸出切換電路4。所述的第一電壓生成電路I主要由單片機ICl (型號為AT89C2051或AT89C51)的端口 Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3，電阻R1-R9，二極管D1-D4，運算放大器IC2、IC3構成；各元件之間的連接關系已在
技術實現思路
部分敘述；這里需要說明的是，如單片機ICl的型號為AT89C2051，則所述的端口 P1.0、P1.1要分別通過電阻R31、R32與電源V+相連接。所述的第一電壓輸出切換電路3由單片機ICl的端口 P3.2、P3.3，模擬開關IC6、IC7 (型號為⑶4066)，電阻R11、R1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種步進電機的控制裝置包括驅動步進電機的功率放大器和向功率放大器輸出控制信號的信號發生器，其特征是，所述的信號發生器包括可產生不同電壓值的第一電壓生成電路（1）、第二電壓生成電路（2）和第一電壓輸出切換電路（3）、第二電壓輸出切換電路（4）；所述的第一電壓生成電路（1）主要由單片機IC1的端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3，電阻R1?R9，二極管D1?D4，運算放大器IC2、IC3構成；端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分別接電阻R1、?R2、R3、R4的一端，電阻R1、R2、R3、R4的另一端分別與二極管D1、D2、D3、D4的陽極相連接，二極管D1?D4的陰極與運算放大器IC2的反相輸入端連接，運算放大器IC2的反相輸入端、輸出端之間接有電阻R5，運算放大器IC2的同相輸入端通過電阻R6接地；運算放大器IC2的輸出端通過電阻R7與運算放大器IC3的反相輸入端連接，運算放大器IC3的反相輸入端、輸出端之間接有電阻R8，運算放大器IC3的同相輸入端通過電阻R9接地；所述的第一電壓輸出切換電路（3）由單片機IC1的端口P3.2、P3.3，模擬開關IC6、IC7構成，模擬開關IC6、IC7的控制端分別與端口P3.2、P3.3連接，模擬開關IC6、IC7的輸入端與運算放大器IC3的輸出端連接，模擬開關IC6、IC7的輸出端分別通過電阻R10、R13與功率放大器的三極管T1、T2的基極連接，模擬開關IC6、IC7的輸出端分別通過電阻R11、R14接地；所述的第二電壓生成電路（2）由單片機IC1的端口P1.4、P1.5、P1.6、P1.7，電阻R16?R24，二極管D5?D8，運算放大器IC4、IC5構成；第二電壓生成電路（2）中各元件的連接關系與第一電壓生成電路（1）中各元件的連接關系相對應；所述的第二電壓輸出切換電路（4）由單片機IC1的端口P3.4、P3.5，模擬開關IC8、IC9構成，模擬開關IC8、IC9的控制端分別與端口P3.4、P3.5連接，模擬開關IC8、IC9的輸入端與運算放大器IC5的輸出端連接，模擬開關IC8、IC9的輸出端分別通過電阻R25、R28與功率放大器的三極管T3、T4的基極連接，模擬開關IC8、IC9的輸出端分別通過電阻R26、R29接地。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高玉琴，
申請(專利權)人：高玉琴，
類型：實用新型
國別省市：