一种对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器的制作方法

本发明属于控制器，具体涉及一种对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器。

背景技术：

1、步进电机作为典型的机电产品，在装调过程中需要控制器的配合才能完成相关工作，控制器作为步进电机的“大脑”，负责发送指令和驱动信号，使步进电机能够按照预定的轨迹和速度进行运转。控制器主要由控制组件和驱动组件两部分组成。控制组件是控制器的核心部分，它负责处理来自外部的信号和指令，并根据预设的程序对步进电机进行精确的控制。驱动组件则是控制器的执行部分，它负责将控制组件发送的指令转换成适合步进电机驱动的电流和电压信号。在装调过程中，步进电机和控制组件以及驱动组件的配合至关重要。其中，需要根据步进电机的具体参数和控制要求，选择适合的驱动组件是重中之重。

2、步进电机分为单绕组结构和双绕组结构，单绕组结构的步进电机设计简单，制造成本相对较低。它使用一个绕组来产生磁场，通过改变电流的方向和大小来控制电机的转动。这种结构的电机通常用于对精度要求不高的应用，如简单的机械装置或消费电子产品。虽然单绕组步进电机的步距角较大，但在一些对速度要求不高，而对成本敏感的场合中，它们仍然被广泛使用。双绕组结构的步进电机则具有更高的精度和更稳定的性能。它通过两个独立的绕组来产生磁场，可以更加精细地控制电机的转动。双绕组步进电机通常用于需要高精度定位或高速运转的应用，如自动化设备、机器人、精密测量仪器等。由于双绕组结构的设计复杂，制造成本相对较高，但在对性能有较高要求的场合中，其优势是显而易见的

3、现有技术中，不同的步进电机往往对应这不同的驱动组件，对于双绕组步进电机在进行测试时，需要在主绕组和备绕组之间切换，需要重复接线，这导致维护和使用上的不便。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器。

2、本申请的技术方案为：一种对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，所述对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器包括机箱和所述机箱连接的输出设备，还包括设置在所述机箱内的控制组件和两组驱动组件，所述机箱包括三组测试连接端口，所述测试连接端口用于将所述被测步进电机和所述便携式通用控制器连接，所述控制组件与所述两组驱动组件电耦合，所述控制组件获取所述输入设备的输入信号并处理产生控制信号，所述控制组件包括绕组选择电路，所述两组驱动组件通过所述绕组选择电流进行切换：当被测步进电机为单绕组时，选择其中任一驱动组件；当被测步进电机为双绕组时，所述两组驱动组件同时工作。

3、本申请的有益技术效果为：

4、该控制器能够适配单绕组步进电机和双绕组步进电机，用户只需通过简单的设置，就可以调整控制器的参数，以适应不同规格和类型的步进电机。这一设计使得同一款驱动控制器能够广泛应用于各种步进电机，从而避免了因电机类型不同而频繁更换驱动组件的接线过程，极大地简化了步进电机的测试过程。

技术特征：

1.一种对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，所述对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器包括机箱和所述机箱连接的输出设备，其特征在于，还包括设置在所述机箱内的控制组件和两组驱动组件，所述机箱包括三组测试连接端口，所述测试连接端口用于将所述被测步进电机和所述便携式通用控制器连接，所述控制组件与所述两组驱动组件之间通过控制电路耦合，所述控制组件获取所述输入设备的输入信号并处理产生控制信号，所述控制电路包括绕组选择电路，所述两组驱动组件通过所述绕组选择电路进行切换：当被测步进电机为单绕组时，选择其中任一驱动组件；当被测步进电机为双绕组时，所述两组驱动组件同时工作。

2.如权利要求1所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述控制组件还包括系统供电电路，用于为整个所述便携式通用控制器系统以及步进电机进行供电，所述系统供电电路一端与外部电源连接另一端连接有第一电源和第二电源。所述控制组件还包括一台嵌入式计算机，所述第二电源与所述嵌入式计算机电连接，为所述嵌入式计算机提供稳压电源，所述嵌入式计算机的一个串口与所述外部电源信号连接，用于调节所述外部电源的输出电压。

3.如权利要求2所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述控制组件还包括急停电路，用于使所述待测电机急停，所述急停电路一端与所述第一电源连接，另一端包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述待测步进电机连接；所述第二支路与电机通断电路连接，所述电机通断电路的输出端包括第三支路和第四支路，所述第三支路与所述待测电机连接，所述第四支路与电机使能电路连接，所述电机使能电路用于控制所述待测电机的启动和停止，所述电机使能电路与所述待测电机连接，所述电机使能电路的输出端还包括并联的绕组选择电路和电动控制电路，所述绕组选择电路用于根据所述待测电机的绕组切换驱动器组件，所述电动控制电路用于测试所述待测电机的点动模式的参数。

4.如权利要求2所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述第一电源的输出端还并联有第五支路、第六支路和第七支路，所述第五支路设置有故障指示电路，用于指示待测电机发生故障，所述第六支路设置有抱闸电路，用于使电机的转动停止并锁定其位置；所述第七支路设置有故障复位电路，用于发生故障时，对所述待测电机进行复位；所述第五支路、第六支路以及第七支路均与所述两组驱动组件连接。

5.如权利要求3所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述嵌入式计算机包括电源控制模块、直流功率采集模块、旋转变压器解析模块、电机参数设置模块、报警模块，所述电源为稳压电压，所述电源控制模块根据不同的步进电机和不同的测试条件输出不同的符合要求的电压，直流功率采集模块用于实时监测步进电机的功耗情况，旋转变压器解析模块捕捉电机的旋转角度和速度，电机参数设置模块允许用户根据具体的步进电机型号和测试需求，设定相应的参数，报警模块能够检测所述待测电机的输入电流，在超过所述待测电机的额定电压和电流范围时，产生报警信号，所述液晶显控板接受控制器的输出信息并传递给所述显示屏，直观地显示步进电机的运行状态、测试数据和参数设置等信息。

6.如权利要求1所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述驱动组件包括驱动器、旋转变压器和抱闸装置，所述驱动器用于接收控制器的指令信号，向步进电机提供驱动电流，控制步进电机的转动速度和方向。所述驱动器还具备过流、过压、过热保护功能；所述旋转变压器用于检测步进电机的实际位置和转速。所述抱闸装置用于接收到所述控制组件发出停止指令时，通过内部的制动机构对步进电机进行制动，使其迅速且稳定地停止在指定位置。

7.如权利要求5所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述旋转变压器解析模块可以解算单通道和双通道旋变，实时反馈电机的实际运行位置，并将所述实际运行位置反馈给所述嵌入式计算机，形成闭环控制。

8.如权利要求1所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述步进电机参数包括针对测试电机的参数、运行电压、电流、速度、加减速度、减速比、运行位置、运行模式等。

9.如权利要求2所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述报警模块包括电流采集单元，用于采集所述电机运行电流；电流转换单元，用于将所述电机运行电流信号转化为电机运行电压信号，所述电流转换单元包括电流处理电路，所述电流处理电路包括滤波电路和与所述滤波电路输出端连接的电压跟随电路；其中，所述滤波电路用于对接收到的所述电机运行电流信号进行滤波处理；所述电压跟随电路用于对滤波后的所述电机运行电流信号转换为所述电机运行电压信号，所述报警模块还包括电压比较单元和电流比较单元，所述两组组驱动组件中的驱动器分别对应不同的上限阈值电压u1、下限阈值电压u2和上限阈值电流a1、下限阈值电流a2，所述电压比较单元用于将所述电机运行电压u与所述上限阈值电压u1和下限阈值电压u2进行比较，当所述电机运行电压小于所述上限阈值电压u1并且大于下限阈值电压u2时输出低电平信号，当所述电机运行电压u大于所述上限阈值电压u1或小于所述下限阈值电压u2时输出高电平信号；所述电流比较单元用于将所述电机运行电流i与所述上限阈值电流i1和下限阈值电流i2进行比较，当所述电机运行电流i小于所述上限阈值电流i1并且大于下限阈值电流i2时输出低电平信号，当所述电机运行电流i大于所述上限阈值电流i1或小于所述下限阈值电流i2时输出高电平信号；当所述电流比较单元和电压比较单元都输出低电平信号时，位于前面板上的故障灯显示绿色，表示系统正常工作；当所述电流比较单元和电压比较单元都输出高电平或者其中之一输出高电平，则所述故障灯显示红色，并在所述显示屏上显示驱动组件选择错误信息。

10.如权利要求1所述的对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，其特征在于，所述机箱的前面板还设有开关安装板，所述开关安装板上设有两组按钮，所述前面板上还设置有电表安装板，在所述机箱的侧面还设置有连接器安装板，用于对所述机箱进行扩展，在所述前面板的下端铰接有带有触摸板的键盘，所述键盘远离所述机箱的一端设置有与所述机箱卡接的卡接部件，在所述机箱的对应位置上设置有卡接槽，所述卡接部件可以卡接进所述卡接槽内。

技术总结本发明提供了一种对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器，所述对步进电机运行性能进行测试的便携式通用控制器包括机箱和设于所述机箱的前面板上的显示屏，还包括设置在所述机箱内的控制组件和两组组驱动组件，所述控制组件与所述两组组驱动组件电耦合，所述控制组件获取不同输入设备的输入信号并处理产生控制信号，所述两组驱动组件获取所述控制信号来控制步进电机，所述两组驱动组件根据所述步进电机参数进行选择切换。控制器能够适配多种不同类型的步进电机，用户只需通过简单的设置，就可以调整控制器的参数，以适应不同规格和类型的步进电机从而避免了因电机类型不同而频繁更换驱动组件的麻烦，极大地简化了步进电机的测试过程。技术研发人员：王有闯,常坤,焦怀斌,魏鹏受保护的技术使用者：北京航天科颐技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15