[發明專利]步進電機的驅動控制裝置和驅動控制方法

有效

• 申請號: 202010552232.3
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111614292B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 萬心
• 申請（專利權）人: 杭州海康威視數字技術股份有限公司
• 主分類號: H02P8/38
• 分類號: H02P8/38;H02P8/14;H02P8/16;H02P23/14
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 陳舒維;宋志強

本發明提供了一種電機驅動控制裝置和驅動控制方法。基于本發明，可以利用檢測到的步進電機的相電壓和相電流可以確定步進電機的反電動勢，并且可以根據步進電機的反電動勢確定步進電機的轉速，由此實現對步進電機的無感觀測；根據以無感觀測方式確定的轉速，可以調節逆變驅動模塊對步進電機產生的驅動功率，以通過電壓補償、或電壓補償與電流補償的結合而使驅動功率跟隨于與轉速相匹配的負載變化而自適應變化，以避免步進電機失步。而且，根據以無感觀測方式確定的轉速，還可以在轉速過低時切換至較低的驅動功率以減少步進電機的功耗。

技術領域

本發明涉及電機驅動技術，特別涉及一種步進電機的驅動控制裝置、以及一種步進電機的驅動控制方法。

背景技術

步進電機的驅動控制通常采用開環控制方式，當使用基于開環控制方式的步進電機為攝像機的云臺提供動力輸出時，容易出現失步的現象。例如，攝像機為了追蹤移動目標、或在不同目標之前切換，會存在短時的高速移動需求，這樣的短時高速移動會對步進電機產生瞬時的負載增量，若負載增量過大，就會導致步進電機失步，進而導致攝像機的監控失位。

從而，如何避免步進電機的失步，成為現有技術有待解決的技術問題。

發明內容

本發明的實施例提供的技術方案旨在避免步進電機的失步。

在一個實施例中，提供了一種步進電機的驅動控制裝置，包括：

逆變驅動模塊，用于產生對步進電機的驅動功率；

測速采樣模塊，用于從逆變驅動模塊檢測步進電機的相電壓和相電流；

驅動控制模塊，用于利用檢測到的相電壓和相電流，確定步進電機的反電動勢的過零周期；根據步進電機的反電動勢的過零周期，確定步進電機的轉速；以及，根據步進電機的轉速，調節逆變驅動模塊對步進電機產生的驅動功率，其中：

若當前轉速大于預設第一高速閾值、且小于或等于比預設第一高速閾值更大的預設第二高速閾值，則，對逆變驅動模塊的驅動電壓提供電壓補償，以彌補驅動功率相比于步進電機與當前轉速相匹配的第一負載的第一功率差額，該第一負載超過步進電機在逆變驅動模塊產生的驅動功率為額定功率時的第一負載能力；

若當前轉速大于預設第二高速閾值，則，在對逆變驅動模塊的驅動電壓提供電壓補償的基礎上，進一步對逆變驅動模塊的驅動電流提供電流補償，以彌補基于電壓補償的驅動功率相比于步進電機與當前轉速相匹配的第二負載的第二功率差額，該第二負載超過步進電機在逆變驅動模塊產生的驅動功率達到大于額定功率的負載極限時的第二負載能力。

可選地，進一步包括電壓調節模塊，并且，驅動控制模塊進一步向電壓調節模塊產生電壓補償信號，其中，電壓補償信號用于驅動電壓調節模塊將為逆變驅動模塊提供的驅動電壓的電壓值提升為大于額定電壓值、并用于彌補第一功率差額的補償電壓值。

可選地，驅動控制模塊進一步在產生電壓補償信號的期間內向逆變驅動模塊產生具有用于彌補第二功率差額的補償占空比的PWM信號，其中，PWM信號的補償占空比大于PWM信號在轉速小于或等于預設第二高速閾值時的額定占空比，以提升逆變驅動模塊中的各相橋臂的導通開關的開啟幅度。

可選地，進一步包括PWM驅動模塊，并且，驅動控制模塊進一步在產生電壓補償信號的期間內向PWM驅動模塊產生電流補償信號，其中，電流補償信號用于控制PWM驅動模塊向逆變驅動模塊產生具有用于彌補第二功率差額的補償占空比的PWM信號，PWM信號的補償占空比大于PWM信號在轉速小于或等于預設第二高速閾值時的額定占空比，以提升逆變驅動模塊中的各相橋臂的導通開關的開啟幅度。

可選地，驅動控制模塊進一步用于當轉速小于預設低速閾值時，將逆變驅動模塊的驅動電壓調節為小于額定電壓值，以降低步進電機的功耗。