[發(fā)明專利]步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010602321.0
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102097991A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大久保政志;高松正英;龍野仁一
• 申請（專利權(quán)）人: 信濃絹糸株式會社
• 主分類號: H02P8/14
• 分類號: H02P8/14;H02P8/38
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫;胡燁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

在對步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制時，是通過控制電動機(jī)電流值來進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制的。作為進(jìn)行該轉(zhuǎn)矩控制的一個方法，有根據(jù)驅(qū)動負(fù)載、速度來控制電動機(jī)電流的驅(qū)動方法(參照專利文獻(xiàn)1)；作為其他方法，有利用不失步程度的恒定電流值來實施加減速、勻速的驅(qū)動方法。另外，在用恒定電流值對電動機(jī)電流值進(jìn)行控制時，對防止失步用的電流值估計有余量來進(jìn)行轉(zhuǎn)矩設(shè)定。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特公平06-009439號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題

對步進(jìn)電動機(jī)根據(jù)驅(qū)動負(fù)載、旋轉(zhuǎn)速度來控制電動機(jī)電流的驅(qū)動方法，其電路規(guī)模較大且復(fù)雜，需要耗費(fèi)成本、開發(fā)期間、調(diào)整時間。另一方面，在不實施根據(jù)負(fù)載的大小來增減電動機(jī)電流的電流控制、而利用恒定電流值來實施電動機(jī)的加減速運(yùn)轉(zhuǎn)或勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動方法中，存在的問題是：由于考慮到負(fù)載變動并為了防止產(chǎn)生失步而估計某種程度的余量來設(shè)定電動機(jī)電流，因此會消耗掉無用的功率。

本發(fā)明是為了解決這些問題而完成的，其目的在于提供一種步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法，是通過監(jiān)視步進(jìn)電動機(jī)的勵磁穩(wěn)定點與轉(zhuǎn)子位置關(guān)系來進(jìn)行驅(qū)動控制，難以失步，而且通過進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制，實現(xiàn)穩(wěn)定的驅(qū)動動作。

用于解決問題的方法

本發(fā)明為了解決上述問題，其特征在于，包括以下的結(jié)構(gòu)。

一種步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動裝置，根據(jù)由線圈的勵磁相所決定的轉(zhuǎn)子的停止位置即勵磁穩(wěn)定點、與實際的轉(zhuǎn)子位置的相位差來進(jìn)行驅(qū)動控制，其特征在于，包括：轉(zhuǎn)子位置檢測部，用于檢測上述步進(jìn)電動機(jī)的相對于定子的在旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)子位置；以及勵磁相控制部，基于從控制器輸入的指示上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位置的位置指令，生成對線圈進(jìn)行勵磁的勵磁指令，上述勵磁相控制部通過算出使上述勵磁穩(wěn)定點相對于實際的轉(zhuǎn)子位置在順時針方向或者逆時針方向錯開的勵磁相設(shè)定指令，將與上述勵磁相設(shè)定指令對應(yīng)的勵磁指令輸出至電動機(jī)驅(qū)動器，從而控制在上述步進(jìn)電動機(jī)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小和方向，其中該實際的轉(zhuǎn)子位置是在逐次設(shè)定上述勵磁穩(wěn)定點以使轉(zhuǎn)子到達(dá)上述位置指令所指示的轉(zhuǎn)子位置時由上述轉(zhuǎn)子位置檢測部得到。

另外，上述勵磁相控制部包括算出上述勵磁相設(shè)定指令的動作控制部，

其特征在于，上述動作控制部在產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子相對于實際的轉(zhuǎn)子位置向順時針方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩時，算出使上述勵磁穩(wěn)定點相對于實際的轉(zhuǎn)子的位置在順時針方向錯開的上述勵磁相設(shè)定指令；在產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子相對于實際的轉(zhuǎn)子位置向逆時針方向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩時，算出使上述勵磁穩(wěn)定點相對于實際的轉(zhuǎn)子的位置在逆時針方向錯開的上述勵磁相設(shè)定指令。

另外，一種步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動方法，根據(jù)由線圈的勵磁相所決定的轉(zhuǎn)子的停止位置即勵磁穩(wěn)定點、與實際的轉(zhuǎn)子位置的相位差來進(jìn)行驅(qū)動控制，其特征在于，轉(zhuǎn)子位置檢測部檢測上述步進(jìn)電動機(jī)的相對于定子的在旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)子位置，基于從控制器輸入的指示上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位置的位置指令，勵磁相控制部生成對線圈進(jìn)行勵磁的勵磁指令，上述勵磁相控制部算出使上述勵磁穩(wěn)定點相對于實際的轉(zhuǎn)子位置在順時針方向或者逆時針方向錯開的勵磁相設(shè)定指令，將與上述勵磁相設(shè)定指令對應(yīng)的勵磁指令輸出至電動機(jī)驅(qū)動器，從而控制在上述步進(jìn)電動機(jī)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小和方向，其中該實際的轉(zhuǎn)子位置是在逐次設(shè)定上述勵磁穩(wěn)定點以使轉(zhuǎn)子到達(dá)上述位置指令所指示的轉(zhuǎn)子位置時由上述轉(zhuǎn)子位置檢測部得到。

發(fā)明的效果

若使用上述的步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法，則勵磁相控制部通過算出使勵磁穩(wěn)定點相對于實際的轉(zhuǎn)子位置在順時針方向或者逆時針方向錯開的勵磁相設(shè)定指令，其中該實際的轉(zhuǎn)子位置是在逐次設(shè)定該勵磁穩(wěn)定點以使轉(zhuǎn)子到達(dá)位置指令所指示的轉(zhuǎn)子位置時由轉(zhuǎn)子位置檢測部得到，將與該勵磁相設(shè)定指令對應(yīng)的勵磁指令輸出至電動機(jī)驅(qū)動器，從而控制來自電動機(jī)的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的大小和方向。據(jù)此，對于作用于轉(zhuǎn)子的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的大小和方向，產(chǎn)生與要驅(qū)動的負(fù)載平衡的必要轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)穩(wěn)定的驅(qū)動動作。另外，通過監(jiān)視勵磁穩(wěn)定點與轉(zhuǎn)子位置關(guān)系，可以減少失步的可能，由于不必如一般的驅(qū)動方法那樣，考慮到負(fù)載變動并為了防止產(chǎn)生失步而利用估計有某種程度的余量的恒定電流值進(jìn)行電動機(jī)驅(qū)動，因此相對而言沒有消耗掉無用的功率。

附圖說明

圖1是步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是以勵磁相控制部為中心的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3A及圖3B是表示轉(zhuǎn)子位置與勵磁位置的位置關(guān)系、和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的大小及方向的曲線圖。

圖4A及圖4B是表示轉(zhuǎn)子位置與勵磁位置的位置關(guān)系、和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的大小及方向的曲線圖。