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在由上位机或PLC为主的工控系统中,尤其是在对各种机械设备的控制中,常常看到PLC、触摸屏、伺服电机驱动器、伺服电机或步进电机驱动器、步进电机的组合应用。对于伺服电机和步进电机,由于结构简单,原理上也不是太复杂,看到实物,再配合应用,就了解了。但对电机驱动器的结构和电路,限于各种条件,就难以知道其“本来面目”了。
本人由于工作关系,接手了一台需维修的步进电机驱动器,又由于维修的需要,测绘了步进电机的整机电路图,浏览之下,就知道步进电机驱动器是个怎么回事了。在此将整机全图奉献于大家。
第一张图:步进电机驱动的主电路和开关电源电路。步进电机驱动器的功率输出电路的形式同变频器主电路是相似的。每一路皆由两只IGBT管子做推挽式输出,在管子上也反向并联了二极管,以提供反向电流的通路,进而保护IGBT管子的安全。IGBT管子的过流保护信号由AR1、BR1两只电阻上取得,此两只电阻将流经IGBT管子的电流信号转化为电压信号,经后级保护电路处理,送入单片机。开关电源输出的+5V,作为单片机的电源。另外,+5V、-5V还作为保护电路的双电路供电。一路+15V电源,经PIC和PT1转化为四路15V电源,供四路驱动电路用。
第二张图:驱动电源及端子信号来源。由电源板来的+15V电源,经NE555时基电路振荡逆变,开关变压器PT1四个次级绕组输出四组互相隔离的15V直流电压,供驱动IC的供电;
第三张图:步进电机驱动器的脉冲驱动电路及步时电机的工作电流设定电路等。驱动IC采用IS2110S专用的驱动芯片,单片机输出的四路脉冲信号经由74LS08四二输入与门电路处理后,送入四片IS2110S驱动电路,经光电隔离和功率放大后,送放逆变功率电路,输入步进脉冲到步时电机;
第四张图:CPU(单片机)电路和控制端子内电路图。步进电机驱动器是由单片机生成四路脉冲信号,经后续电路驱动功率输出电路,进而驱动步进电机的。该图将单片机的O/I口都详细标出,便于进行分析原理和故障检测。控制端子,除步进脉冲和方向电平信号输入外,还提供步进驱动器的故障信号输出,用于故障状态的显示等。
本人只是从电路结构出发,做了一个电路原理的简单介绍,详尽的电路原理及信号流程和故障检修,请自行分析。
因电路是仓促中测绘而成,一经修复即为用户取回。未及细致核对,可能存在错误之处,望指正。
再者,这只为一个硬件电路,从维修上是很有必要的。但要了解其工作控制过程,需配合对步进电机的实际应用来加深认识。
2008年12月28日 薃螆腿莈蝿膄腿薁薂肀膈蚃袇羆膇莃蚀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肇芄芇袄羃芃荿蚆衿芃蒁袂螅节蚄蚅膃芁莃薈聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇莇莀薄肆莇蒂螀羂莆薅薂袈莅莄螈袄莄蒇蚁膃莃蕿袆聿莂蚁虿羄莁莁袄袀羈蒃蚇螆肇薆袃肅肆芅蚆肁肅蒇袁羇肅薀螄袃肄蚂薇膂肃莂螂肈肂蒄薅羄膁薆螀袀膀芆薃螆腿莈蝿膄腿薁薂肀膈蚃袇羆膇莃蚀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肇芄芇袄羃芃荿蚆衿芃蒁袂螅节蚄蚅膃芁莃薈聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇莇莀薄肆莇蒂螀羂莆薅薂袈莅莄螈袄莄蒇蚁膃莃蕿袆聿莂蚁虿羄莁莁袄袀羈蒃蚇螆肇薆袃肅肆芅蚆肁肅蒇袁羇肅薀螄袃肄蚂薇膂肃莂螂肈肂蒄薅羄膁薆螀袀膀芆薃螆腿莈蝿膄腿薁薂肀膈蚃袇羆膇莃蚀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肇芄芇袄羃芃荿蚆衿芃蒁袂螅节蚄蚅膃芁莃薈聿芀蒆螃羅艿薈薆袁芈芈螁螇莇莀薄肆莇蒂螀羂莆薅薂袈莅莄螈袄莄蒇蚁膃莃蕿袆聿莂蚁虿羄莁莁袄袀羈蒃蚇螆肇薆袃肅肆芅蚆肁肅蒇袁羇肅薀螄袃肄蚂薇膂肃莂螂肈肂蒄薅羄膁薆螀袀膀芆薃螆腿莈蝿膄腿薁薂肀膈蚃袇羆膇莃蚀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肇芄芇袄羃芃荿蚆衿芃 螈芆薃螆螇羆莆螂螆膈蚂蚈螅芀蒄薄螄莃芇袂螃肂蒃螈螂膅芅蚄袂芇蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿袅衿芁莂螁袈莃薈蚇袇