[發明專利]一種調整步進電機過零點電流波形的方法及裝置

有效

• 申請號: 202011333820.4
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112271967B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 陳志曼;黃榮豐;陳運籌
• 申請（專利權）人: 廣州市雅江光電設備有限公司
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;呂金金

本發明公開了一種調整步進電機過零點電流波形的方法及裝置，包括：根據步進電機的單個整步的步距角進行細分，獲得正弦周期數字信號激勵集；將所述正弦周期數字信號激勵集輸入數字PWM脈沖調制器，輸出對應的PWM脈沖信號；采用MCU控制所述數字PWM脈沖調制器，將所述PWM脈沖信號轉換為正弦波電流，所述正弦波電流用于驅動所述步進電機運行；根據所述正弦周期數字信號激勵集提高相位角起始階段的數值，加大相位角起始階段的所述正弦波電流，增加起始階段的驅動能力，實現所述步進電機平滑運行。本發明通過調整相電流過零點處的波形，使得電流相位角度與步進電機旋轉角度成正比例關系，從而降低共振幅度，實現步進電機平滑運行。

技術領域

本發明涉及步進電機控制技術領域，尤其涉及一種調整步進電機過零點電流波形的方法及裝置。

背景技術

步進電機作為工業動力驅動源有很多優點，數字脈沖輸入確定步進角度，因而可以采用開環控制，組成步進電機控制系統結構簡單，成本低廉，但步進電機的運行特性也決定了本身存在的缺陷，如步進響應特性容易造成電機共振，帶來噪音和機械損壞，低速度運行不平滑等缺點。一部分共振和低速運行不平滑的問題是由步進電機過零點電流波形失真引起的，實際在低速度段(轉速小于5RPM時)，步進電機低速導致過零點電流波形不平滑和共振問題。

發明內容

本發明目的在于，提供一種調整步進電機過零點電流波形的方法及裝置，通過調整相電流過零點處的波形，使得電流相位角度與步進電機旋轉角度成正比例關系，從而降低共振幅度，實現步進電機平滑運行。

為實現上述目的，本發明實施例提供一種調整步進電機過零點電流波形的方法，包括：

根據步進電機的單個整步的步距角進行細分，獲得正弦周期數字信號激勵集；

將所述正弦周期數字信號激勵集輸入數字PWM脈沖調制器，輸出對應的PWM脈沖信號；

采用MCU控制所述數字PWM脈沖調制器，將所述PWM脈沖信號轉換為正弦波電流，所述正弦波電流用于驅動所述步進電機運行；

根據所述正弦周期數字信號激勵集提高相位角起始階段的數值，加大相位角起始階段的正弦波電流，增加起始階段的驅動能力，實現所述步進電機平滑運行。

優選地，所述根據步進電機的單個整步的步距角進行細分，獲得正弦周期數字信號激勵集，包括：

根據步進電機的單個整步的步距角進行256細分，獲得sin()正弦波函數第一象限內的sin()正弦數字信號激勵集Y[t]。

優選地，所述根據步進電機的單個整步的步距角進行細分，獲得正弦數字信號激勵集，還包括：

根據所述第一象限內的sin()正弦數字信號激勵集Y[t]以對稱映射的方式分別生成第二、第三、第四象限的sin()正弦數字信號激勵集，由所述四個象限的sin()正弦數字信號激勵集組成所述正弦周期數字信號激勵集。

優選地，所述根據所述正弦周期數字信號激勵集提高相位角起始階段的數值，加大相位角起始階段的所述正弦波電流，增加起始階段的驅動能力，實現所述步進電機平滑運行，包括：

提高sin()正弦函數在相位角起始階段的數值，獲得提高后的數字正弦信號集合D[t]。

優選地，所述提高后的數字正弦信號集合D[t]，包括如下公式：

D[t]＝(N-K)*sin(x)+K；

式中，N為放大幅度系數，K為初值，角弧度變量x＝(π/2)/256*t，時間t∈(0,256)，其中，通過調整初值K來達到電流相位角度與步進電機旋轉角度成正比例關系，實現所述步進電機平滑運行。

本發明實施例提供還提供一種調整步進電機過零點電流波形的裝置，包括：