[發明專利]用于識別步進電機失步的方法和裝置

無效

• 申請號: 200880118903.2
• 申請日: 2008-12-03
• 公開（公告）號: CN101884162A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: H·埃格;B·海因茲;J·舒馬徹爾
• 申請（專利權）人: 霍夫曼-拉羅奇有限公司
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12;H02P8/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;梁冰

1.一種用于識別步進電機失步的方法，包括：給步進電機的線圈(3)輸送經脈沖寬度調制(PWM)的電壓(S1)；檢測流經線圈(3)的電流(I_M)，其特征在于，通過比較來判定，所檢測的電流(I_M)以特別是在很大程度上呈正弦狀的設定值(S4b)為基準是否位于由上開關閾(OG)和下開關閾(UG)限定的電流帶寬內，在所檢測的電流(I_M)下降到下閾值(UG)時，接通線圈(3)的通電(S1)，而在所檢測的電流(I_M)上升到上閾值(OG)時，切斷線圈(3)的通電(S1)，其中分析電流(I_M)的信號曲線或其變化，并探測由失步引起的與給定值或給定值范圍的偏差。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，分析對應的控制信號(S7)，由此間接地求得電流(I_M)的信號曲線或其變化。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，設定值(S4b)在數字/模擬轉換器(9)中產生，該數字/模擬轉換器的數字輸入端從控制器例如FPGA(13)被分配得到值。

4.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在與上開關閾(OG)和下開關閾(UG)比較之前，將所檢測的電流(I_M)或與檢測電流成比例的電壓信號(S3、S4a)從設定值(S4b)中減去，并有選擇地放大。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，在施密特觸發器(8)、優選精密施密特觸發器中，對與所檢測的電流(I_M)成比例的電壓信號(S3、S4a)同上開關閾(OG)和下開關閾(UG)進行比較，在所述施密特觸發器的輸出端提供控制信號(S7)。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，施密特觸發器(8)的控制信號(S7)控制著驅動器(2)，該驅動器用于產生給線圈(3)通電的PWM電壓(S1)。

7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，檢測電流(I_M)的從下開關閾(UG)到上開關閾(OG)的上升時間(ty)，或者檢測電流(I_M)的從上開關閾(OG)到下開關閾(UG)的下降時間(tz)，或者檢測由上升時間(ty)和下降時間(tz)組成的周期時間(tx)，或者檢測該周期時間的多倍，并將其與上失步閾(tmax)比較，在超過該上失步閾時便探測到失步，其中優選根據電機速度或電機類型或電機電流來選擇上失步閾(tmax)。

8.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，檢測電流(I_M)的從下開關閾(UG)到上開關閾(OG)的上升時間(ty)，或者檢測電流(I_M)的從上開關閾(OG)到下開關閾(UG)的下降時間(tz)，或者檢測由上升時間(ty)和下降時間(tz)組成的周期時間(tx)，或者檢測該周期時間的多倍，并將其與下失步閾(tmin)比較，在低于該下失步閾時便探測到失步，其中優選根據電機速度或電機類型或電機電流來選擇下失步閾(tmin)。

9.如權利要求7或8中任一項所述的方法，其特征在于，將上失步閾(tmax)和/或下失步閾(tmin)存儲在存儲器中的查詢表內，或者像函數或者分段組成的函數那樣由控制器例如FPGA(13)算得。

10.如權利要求5所述的方法，其特征在于，以預定的節拍頻率對控制信號(S7)進行采樣，并對采樣值(7.1)進行低通濾波，其中在每次微步變化和完整的周期時間情況下都將具有與電流(I_M)基本相同的周期的經濾波的信號(S8)存儲在存儲器(16)中，并從經濾波的信號(S8)的至少一個周期的每兩個部分算得差分信號(DF)，并與失步閾(DFmax)比較，在達到該失步閾時就探測到失步(SV)。

11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，從同一周期(W_p)的第一半波(H1)和第二半波(H2)算得差分信號(DF)，其中優選考慮起始于過零點的半波。

12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，從經濾波的信號(S8)的一個周期(W_p)的全波和前一個周期(W_p-1)的全波算得差分信號(DF)。