一种井下步进电机控制系统

本技术涉及步进电机，特别涉及一种井下步进电机控制系统。

背景技术：

1、矿井提升系统的工作多采用三、五、六阶段或更多阶段。无论阶段数的多少，最后一个阶段是爬行停车阶段，为了得到稳定的爬行速度，多数矿井采用微电动机拖动爬行，即将主电动机从电网断开，由一台容量较小的电动机通过另一套减速装置带动提升机卷筒低速运行。由于此时的小电动机功率一般为主电动机的5％～10％，故称微电动，所在的装置称为微拖。微拖控制比较复杂，当罐笼进入曲轨爬行时要求必须准确无误进行卸载停车，并为以后的工作做好准备。由于多数采用人工控制，再加上矿井工作环境恶劣，手动控制反应速度慢、失误等人为因素的原因，微拖系统出现事故率在整个提升系统中是很高的，严重威胁煤矿安全生产，对于煤矿的生产效益也不高。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型将矿井提升系统中的微电动机更换为步进电机，并为之配备一套步进电机控制系统。确保矿井提升系统的最后一个阶段是爬行停车阶段，得到稳定的爬行速度，当罐笼到达指定位置时准确无误的进行卸载停车。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种井下步进电机控制系统，其特征在于，包括：电源、控制模块、按键模块、信息显示模块、电机驱动模块和步进电机；

4、所述电源分别与所述控制模块、所述步进电机连接，所述控制模块与所述信息显示模块、所述电机驱动模块以及所述按键模块连接；

5、所述按键模块用于向控制模块输入控制信息；

6、所述控制模块根据控制信息对所述电机驱动模块进行控制，所述电机驱动模块产生电脉冲，从而驱动所述步进电机工作；

7、所述信息显示模块用于显示步进电机的当前工作状态信息。

8、进一步地，所述控制模块可采用mcu或fpga作为主控芯片。

9、进一步地，所述按键模块选用轻触式按键，用于给单片机传送指令或输入信息等作用。

10、进一步地，所述信息显示模块采用4位共阳数码管，共阳数码管通过三极管和电阻组成的开关电路来驱动。

11、进一步地，所述电机驱动模块选择uln2003芯片作为主芯片，用于将控制模块输出的信号转化为步进电机可识别的信号，使得电机运行；

12、且所述uln2003芯片与控制模块共有4个引脚相接。

13、进一步地，所述uln2003芯片的四个引脚每时刻只有一个处于导通状态，即所述uln2003芯片的输入端总是只有一个引脚导通；

14、所述uln2003芯片的每个输出端连接到限流电阻，防止电流过大。

15、进一步地，所述系统匹配对应的步进电机运行时间，当罐笼到达指定位置时，步进电机自动停止运行。

16、本实用新型的有益效果是：

17、1.提高控制精度：采用步进电机和单片机为主控芯片的控制系统，可以实现精确的位置和速度控制，从而提高提升系统的控制精度。

18、2.增强安全性：步进电机具有开环控制特性，无论负载变化如何，其运动位置和速度都受电脉冲信号的精确控制，减少了事故发生的可能性，提高了矿井提升系统的安全性。

19、3.自动停车和卸载：系统能够根据实际情况匹配步进电机的运行时间，确保罐笼到达指定位置时自动停车和卸载，减少了人为因素导致的误操作，提高了操作的准确性和安全性。

20、4.提高生产效率：由于控制精度的提高和自动化功能的引入，矿井提升系统的生产效率得到提高，降低了生产成本。

21、5.显示工作状态：信息显示模块可以显示步进电机的当前工作状态，为操作员提供实时信息，有助于他们了解系统运行情况，及时采取必要的措施。

22、6.维护容易：步进电机具有可靠性高、维护简单的特点，减少了系统的维护成本和停工时间。

23、7.适应性强：该系统可以根据具体需求选择不同型号的步进电机，适用于不同规模和要求的矿井提升系统。

技术特征：

1.一种井下步进电机控制系统，其特征在于，包括：电源、控制模块、按键模块、信息显示模块、电机驱动模块和步进电机；

2.根据权利要求1所述的一种井下步进电机控制系统，其特征在于，所述控制模块采用mcu或fpga作为主控芯片。

3.根据权利要求1所述的一种井下步进电机控制系统，其特征在于，所述按键模块选用轻触式按键，用于给单片机传送指令或输入信息。

4.根据权利要求1所述的一种井下步进电机控制系统，其特征在于，所述信息显示模块采用4位共阳数码管，共阳数码管通过三极管和电阻组成的开关电路来驱动。

5.根据权利要求1所述的一种井下步进电机控制系统，其特征在于，所述电机驱动模块选择uln2003芯片作为主芯片，用于将控制模块输出的信号转化为步进电机可识别的信号，使得步进电机运行；

6.根据权利要求5所述的一种井下步进电机控制系统，其特征在于，所述uln2003芯片的四个引脚每时刻只有一个处于导通状态，即所述uln2003芯片的输入端总是只有一个引脚导通；

7.根据权利要求1所述的一种井下步进电机控制系统，其特征在于，所述系统匹配对应的步进电机运行时间，当罐笼到达指定位置时，步进电机自动停止运行。

技术总结本技术涉及一种井下步进电机控制系统，主要目的是解决矿井提升系统中使用微电动机导致事故率高的问题。该系统选择采用了步进电机和单片机作为主控芯片，用以提高控制精度和安全性，同时也提高了生产效率。该系统包括电源模块、控制模块、按键模块、信息显示模块、电机驱动模块以及步进电机这六个部分。用户可以通过使用按键模块输入指令，而信息显示模块用于显示步进电机的工作状态信息，且电机驱动模块负责将指令转化为电脉冲信号，从而驱动步进电机。该系统能够根据实际情况匹配步进电机的运行时间，减少误操作，并提高操作的准确性和安全性。此外，该系统具有维护容易、适应性强等特点，适用于不同规模和要求的矿井提升系统。技术研发人员：司泽晨受保护的技术使用者：西安石油大学技术研发日：20231208技术公布日：2024/9/19