[發明專利]一種步進電機驅動系統及電機系統

有效

• 申請號: 202111365521.3
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN113809962B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 趙錚;馮嘉寧;宋錫全;金芬
• 申請（專利權）人: 杭州瑞盟科技股份有限公司
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12;H02P8/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 牛玉霜

本發明公開了一種步進電機驅動系統及電機系統，包括目標電流信號生成模塊、比較器、電流采樣模塊、電流斬波器和驅動電路，其中，驅動電路能夠根據電流斬波器所處的相位對步進電機的驅動進行調整，且當電流斬波器處于衰減相位時控制步進電機的電流衰減，步進電機的衰減速度和步進電機的線圈的電感大小呈正相關，以保證步進電機線圈的電流能夠衰減至安全電流，后續步進電機線圈的電流再次上升時不會超過閾值，以減小步進電機運行時的噪聲，使步進電機運行的更加平滑。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，特別是涉及一種步進電機驅動系統及電機系統。

背景技術

現有技術中對電機進行驅動時，通常包括電壓驅動模式和電流驅動模式，而對于電流驅動模式，在電機線圈的當前電流到達電流閾值后通常需要使電機進入衰減模式，從而使電機線圈的電流下降，以保證在下一個電流周期電機線圈的電流也不會超過電流閾值。

但是，現有技術中對電機進行驅動時的衰減模式的衰減時間和衰減周期是固定的，當步進電機線圈的電感或其他模塊的參數變化時，現有技術中的衰減模式無法保證在下一個電流周期來臨之前電機線圈的電流能夠衰減至安全值，這就會導致步進電機線圈的電流在下一個周期來臨后會在衰減后的電流的基礎上爬升，從而超過電流閾值，導致步進電機運行時的噪聲和振動較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種步進電機驅動系統及電機系統，驅動電路能夠根據電流斬波器所處的相位對步進電機的驅動進行調整，且當電流斬波器處于衰減相位時控制步進電機的電流衰減，步進電機的衰減速度和步進電機的線圈的電感大小呈正相關，以保證步進電機線圈的電流能夠衰減至安全電流，后續步進電機線圈的電流再次上升時不會超過閾值，以減小步進電機運行時的噪聲，使步進電機運行的更加平滑。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種步進電機驅動系統，包括：

目標電流信號生成模塊，用于基于用戶的設定生成目標電流基準信號；

分別與所述目標電流信號生成模塊及電流采樣模塊連接的比較器，用于對所述目標電流基準信號和實際電流采樣信號進行比較，并在所述實際電流采樣信號小于所述目標電流基準信號時輸出第一電平；在所述實際電流采樣信號不小于所述目標電流基準信號時輸出第二電平；

與驅動電路連接的所述電流采樣模塊，用于采集所述驅動電路上的流經所述步進電機的線圈上的電流，并生成所述實際電流采樣信號；

與所述比較器連接的電流斬波器，用于在接收到所述第一電平時工作于運行相位，并在接收到第二電平時工作于衰減相位；

與所述電流斬波器連接的所述驅動電路，用于在所述電流斬波器工作于所述運行相位時驅動所述步進電機，以使所述步進電機的線圈的電流上升，并在所述電流斬波器工作于所述衰減相位時驅動所述步進電機，以使所述步進電機的線圈的電流衰減且衰減速度與所述步進電機的線圈的電感大小呈正相關。

優選地，所述步進電機為兩相步進電機；

所述目標電流信號生成模塊包括：

微步處理裝置，用于基于用戶設定的步進數和方向生成脈沖數和所述步進數對應的脈沖序列；

輸入端與所述微步處理裝置的輸出端連接的弦波發生器，用于基于所述步進電機連接的負載的參數設定所述脈沖序列中各個脈沖的幅值，以生成A相電流正弦波序列信號和B相電流正弦波序列信號，所述A相電流正弦波序列信號和所述B相電流正弦波序列信號的相位相差90°；

輸入端與所述弦波發生器連接，輸出端與所述比較器連接的數模轉換器，用于分別將所述A相電流正弦波序列信號和所述B相電流正弦波序列信號進行數模轉換，以輸出模擬量的A相目標電流基準信號和模擬量的B相目標電流基準信號，模擬量的所述A相目標電流基準信號和模擬量的所述B相目標電流基準信號為所述目標電流基準信號。

優選地，所述數模轉換器包括：