一种步进电机启动方法、装置及驱动器的制造方法_3

文档序号:8301140阅读:来源:国知局
机械角度的对应关系具有50对,其中一对的电气零位的机械角度为49°,其下一对的电气零位的机械角度为59°,所述当前机械角度为50°为例,则可确定所述当前机械角度介于该两对电气零位的机械角度之间,本发明实施例可将该前后两个电气零位的机械角度中小数值的电气零位的机械角度,确定为目标机械角度。
[0090]步骤S320、确定所述当前机械角度与所述目标机械角度的角度差;
[0091]步骤S330、根据所述角度差确定步进电机在所述停止位置时的定子绕组电流;
[0092]步骤S340、以所确定的定子绕组电流,驱动步进电机启动。
[0093]本发明实施例采用二分法确定所述目标机械角度的另一方式,可如图5所示,图5为本发明实施例提供的步进电机启动方法的再一流程图,参照图5,该方法可以包括:
[0094]步骤S400、确定步进电机停止位置对应的当前机械角度;
[0095]步骤S410、确定所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期;
[0096]所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期,即为步进电机停止位置所对应的驱动电流的正弦波周期;由于电机旋转一周时,正弦波周期的数量是确定的,因此各正弦波周期对应的旋转角度范围也是可确定的,本发明实施例可根据各正弦波周期对应的旋转角度范围,确定所述当前机械角度所对应的正弦波周期;
[0097]步骤S420、根据预记录的在步进电机旋转一周时,驱动电流的各正弦波周期内电气零位与机械角度的对应关系,将所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期内,所记录的电气零位所对应的机械角度确定为所述目标机械角度,其中一个电气零位对应一个机械角度;
[0098]以步进电机旋转一周时,驱动电流的正弦波周期数为50,预记录的电气零位与机械角度的对应关系为50对为例,则每对电气零位与机械角度的对应关系,可对应一个驱动电流的正弦波周期;本发明实施例可为每个驱动电流的正弦波周期进行编号,并建立各对电气零位与机械角度的对应关系,与对应的正弦波周期编号的对应关系,在确定所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期编号后,本发明实施例可确定该编号的正弦波周期对应的电气零位与对应机械角度,从而将该编号的正弦波周期内的电气零位对应的机械角度确定为所述目标机械角度。
[0099]步骤S430、确定所述当前机械角度与所述目标机械角度的角度差;
[0100]步骤S440、根据所述角度差确定步进电机在所述停止位置时的定子绕组电流;
[0101]步骤S450、以所确定的定子绕组电流,驱动步进电机启动。
[0102]可选的,本发明实施例可根据所述角度差,及驱动控制所采用的微步细分数,确定步进电机在所述停止位置时的定子绕组电流;图6示出了本发明实施例提供的确定步进电机在停止位置时的定子绕组电流的方法流程图,参照图6,该方法可以包括:
[0103]步骤S500、将步距角除以所述微步细分数,得到细分后的每步角度,将所述角度差除以所述细分后的每步角度,得到启动步进电机对应的微步数;
[0104]以角度差为4.05°,步距角为1.8°,微步细分数为4为例,则细分后的每步角度为1.8。/4 = 0.45°,则启动步进电机对应的微步数为4.05° /0.45° = 9 ;
[0105]该启动步进电机对应的微步数表示的是,步进电机在停止位置所对应的驱动电流的正弦波周期内(即所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期内),步进电机停止时对应的微步数。
[0106]步骤S510、在所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期内,确定所述微步数对应的定子绕组电流。
[0107]根据驱动电流的各正弦波周期内微步数与步进电机定子绕组电流的关系,本发明实施例可确定所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期,并根据该正弦波周期所对应的微步数与步进电机定子绕组电流的关系,确定所得到的启动步进电机对应的微步数所对应的定子绕组电流。
[0108]以启动步进电机对应的微步数为9,图1所示A相绕组电流所对应的驱动电流的正弦波周期,为所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期为例,参照图1所示,可得出当前步进电机可从微波数为9 (即第9位)的位置开始启动,采用第9位对应的定子绕组电流启动步进电机;
[0109]可以看出,本发明实施例根据步进电机停止位置对应的当前机械角度及所述目标机械角度的角度差,所确定的步进电机启动所采用的定子绕组电流,即为步进电机停止位置所对应的驱动电流的正弦波周期内的定子绕组电流,通过该定子绕组电流进行步进电机的启动,可有效消除电机启动过程的角度误差,提高启动精度和动态精度,并提高电机运行效率。
[0110]可选的,本发明实施例得到的启动步进电机对应的微步数有可能是小数,如将所述角度差除以所述细分后的每步角度后,得到的结果为8.4等;则此时,本发明实施例可将所述角度差除以所述细分后的每步角度后,得到的小数结果进行四舍五入处理,得到启动步进电机对应的微步数;显然,若所述角度差除以所述细分后的每步角度后,得到的数值结果为整数,则该整数即为启动步进电机对应的微步数。
[0111]可选的,图7示出了本发明实施例提供的步进电机启动方法的又一流程图,参照图7,该方法可以包括:
[0112]步骤S600、判断是否记录有步进电机旋转一周时,电气零位与机械角度的对应关系,若否,执行步骤S610,若是,执行步骤S630 ;
[0113]步骤S610、驱动步进电机旋转一周,记录驱动电流的各正弦波周期内对应的电气零位,驱动电流的一个正弦波周期内对应有一个电气零位;
[0114]步骤S620、记录驱动电流的各正弦波周期内对应的电气零位所对应的机械角度,建立驱动电流的各正弦波周期内对应的电气零位与对应的机械角度的对应关系;
[0115]步骤S630、确定步进电机停止位置对应的当前机械角度;
[0116]步骤S640、根据预记录的在步进电机旋转一周时,电气零位与机械角度的对应关系,确定所述当前机械角度对应的电气零位所对应的目标机械角度;
[0117]可选的,可通过图4或图5所示方法确定所述目标机械角度。
[0118]步骤S650、确定所述当前机械角度与所述目标机械角度的角度差;
[0119]步骤S660、将步距角除以所述微步细分数,得到细分后的每步角度,将所述角度差除以所述细分后的每步角度,得到计算结果;
[0120]步骤S670、判断所述计算结果是否为小数,若是,执行步骤S680,若否,确定所述计算结果为启动步进电机对应的微步数,执行步骤S690 ;
[0121]步骤S680、将所述小数进行四舍五入处理,得到启动步进电机对应的微步数,执行步骤S690 ;
[0122]步骤S690、在所述当前机械角度所对应的驱动电流的正弦波周期内,确定所述微步数对应的定子绕组电流,并以所确定的定子绕组电流,驱动步进电机启动。
[0123]本发明实施例驱动步进电机启动所采用的定子绕组电流,是根据步进电机停止位置对应的当前机械角度,及所述目标机械角度的角度差确定,可有效消除电机启动过程的角度误差,提高了启动精度和动态精度,并提高了电机运行效率,减少步进电机转子角度和定子励磁磁场不匹配的情况发生,及减小电机停转或者反转的情况发生。
[0124]下面对本发明实施例提供的步进电机启动装置进行介绍,下文描述的步进电机启动装置可与上文描述的步进电机启动方法相互对应参照。
[0125]图8为本发明实施例提供的步进电机启动装置的结构框图,该步进电机启动装置可应用于驱动器中,参照图8,该步进电机启动装置可以包括:
[0126]当前角度确定模块100,用于确定步进电机停止位置对应的当前机械角度;
[0127]目标角度确定模块200,用于根据预记录的在步进电机旋转一周时,电气零位与机械角度的对应关系,确定所述当前机械角度对应的电气零位所对应的目标机械角度,其中一个电气零位对应一个机械角度;
[0128]角度差确定模块300,用于确定所述当前机械角度与所述目标机械角度的角度差;
[0129]启动电流确定模块400,用于根据所述角度差确定步进电机在所述停止位置时的定子绕组电流;
[0130]启动驱动模块500,用于以所确定的定子绕组电流,驱动步进电机启动。
[0131]可选的,图9示出了本发明实施例提供的步进电机启动装置的另一结构框图,结合图8和图9所示,该步进电机启动装置还可以包括:
[0132]预记录模块600,用于驱动步进电机旋转一周,记录驱动电流的各正弦波周期内对应的电气零位,驱动电流的一个正弦波周期内对应有一个电气零位;记录驱动电流的各正弦波周期内对应的电气零位所对应的机械角度,建立驱动电流的各正弦波周期内对应的电气零位与对应的机械角度的对应关系。
[0133]可选的,图10示出了本发明实施例提供的目标角度确定模块200的一种可选结构,参照图10,目标角度确定模块200可以包括:
[0134]第一确定执行单元210,用于确定与所述当前机械角度距离最近的前后两个电气零位的机械角度,将所述前
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