本发明专利技术涉及一种用于消除多相步进电机中停转和嵌齿的方法和装置。其中通过一个增量编码器以反馈关系在连续的基础上监视步进电机的定子和转子之间超前和滞后的关系，并在最优范围值内调节超前或滞后以由此防止电机停转和电机嵌齿。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于消除多相步进电机中停#^嵌齿的方法和装置絲领域本专利技术涉及步进电机，例如^f示;ii^"具有增加电动才;L^矩的多功能电动步进电机装配(Multi画Functional Electric Stepper Motor Assembly Having Increased Motor Torque)"的US专利6^967,425和标题为"独立控制多相步进电 才几的每一相的方法和装置(Method and Apparatus For Independently Controlling Each Phase of a Multi-Phase Step Motor)"的US专利6,879,128中所描述的，上述专利扭膽*为参考。背景鉢通常与这种步进电才M目关联的一个问M当相关联的负^生的转头E^过电才;^^^时，电4几可能^f亭转。从一个稳定位置逸酬一个新的稳定位置的程度时所产生的另一问题被称为"嵌齿(cog)"。当这种步进电机用于商业应用时，相关联的设备所产生的转矩负^ 皮估算以及步进电机的额定值接4ife^择而使其超过估算负载高达百分U十iM^ 上述停转或嵌齿的开始。在标题为"具有减少嵌齿的永磁无刷DC电机(Permanent Magnet Brushless DC Motor Having Reduced Cogging)，，的US专利5^250,867中描述了一种用于g电才;u^齿的产生的方法，其中电机定子^常规的结构。为了辆电机的等效负絲定值，通常辆一种包括数字信号处理器的反馈电路，例如在标题为"位置控制电机的控制装置(Control Apparatus for Position Control Motor)"的US专利6，121，744和标题为"用于大动态范围的电机 ^f^的电才A^制系统(Motor Controller System for La巧e Dynamic Range of Motor Operation)"的US专利7,081,730中所描述的。在大多氣虔用场合，用于防止停转的反馈电路自身,皮并入祠月艮电才几电路中，而不能与i^"的电枳^"^f吏用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提^""种简单配置，由jtkitii^续的差J出JiJ^脉控制电积4H^目对于电机定子的位置以在整个电积^t过程中^^停转或嵌齿的开始。本专利技术的进一步的目的是提^^种附加針-定子控制电路，当賴附加或 变化的负载时，其能够与现有电才顺&置一起使用，也能够使现有的电初逸应有 时可育fe^过电才;i^定值的负载。M续的基j出上j^ 见步进电才几的定^^之间^itt或滞后的关系，以确定电才A4亭棘电才A^齿^A的可能。辆数字t嫩器来确定这种超前或滞后何时等于或大，定值以及增量编码器以反馈关系方式提供信息来防止电枳停转 和电积嵌齿。附图说明图l是典型的步进电机系统的方块图2图示具有插^电才;i^制器和电才;a区动IML间的控制装置的图i的系统；图3是电才;1#矩关于#^-定子的^^多的函数的图形表示；图4是适用于消除停#^嵌齿的图2的控制装置的方块图5 A^示在图2的控制装置中^JD的〗'齡状态逻辑的^f呈图；以及图6;l^示在图2的控制装置中使用的滞后^JHE辑的^f呈图。在参考图1和图2所示的本专利技术的电路元件之前，图3所示的以下4言息省 助于^f^l ^^专利技术。图3表示作为步进电机-步进电机定子^^多步(displacement step)的函数 的步进电才;1#头 出波形9。如图3所示，当針超前或滞后定子达一*步时，步进电机产生最大转矩。当4H"超前或滞后i^'J等于2个全步时，电才成于非常;Rt定的状态。如 果允许#^超前或滞后接近等于2 *步，则衬可^^J'J下一^Hfe定位置。如^Ji述情;;Ll生，可能会失去指示的(命令，commaned )换向频率和实际的 ^M牟之间的同步。为了消1^1种可能性，#^必须##^^急定区域中，该稳定区錄明其中 旨超前或滞后定子一个全步iS^近-H^步，由此电机产生最大转矩。在一个典型的单环伺m^l^中，产生了与转子的超前或滞后成比例的^t 信号。该误差用于计算电机必须移动的新逸变以便使误差最小化。在一个需要 对负载变化tfe4响应或'fel^的系统中需要大量的处itt^制系统。通过^^反^^置如增量编码器，能够检测例如射的位置。通it^转 子位置和指示的位置，能够计算出滞后(#^#定子后)。只要计算出的滞后 等于或小于一个全步，则电枳將继续与所应用的换向同步旋转。如果滞后超过 一个全步，则定子必须等^^^^Lh，或者針i^^一个不稳定位置，此时可能会ic^嵌齿，或者电机可能停转。ft^^^且中电流的变化，步进电机以离散步移动以产生顺时针或逆时针的运动。才娥电流变化的+^t和^口在电才;^上的负载，电才W夸以有P隨目进行 旋转。上述增量编码器提^-"个全步io个J3^t以;sju于^^子换向的波形包括^"个全步10个微步。在定子换向时，，WH"相对于定子的位置。当4H"和定子之间开始出现滞后时，产生转矩。只要转头E^i^多动^口在电才;Ui的负载所需要的数目(数量)，針柳台旋转。当电才;Ut转时，針和定子之间的偏差或"a"的数目^L^新。只^#^和 定子之间的厶##在数目io (—个全步)或低于io，无动作。如果#^定 子之间的a想iJ数目u，胁在电才;Ui的负载已变得大于在换向频率处可提供 的转矩，衬滞后或超前必须'KX到数目io或更少。当it^t在滞后状态时，定子的换向停止，并且##在最终电流等级以给 ^^tJi的初会，当#^和^_子之间的a下降至数目io或低于io，只m目 ##在10或低于10，定子的换向^l維续。当再次ii^数目11，换向将再次停 止以等待^^Ji。如果a数目ii^12，则4H"已停止，并且已开始与指示的旋转方向反向旋转。如果允^N速续，则針开始移动更接近一个不稳定位置。如^11述情;议 生，则4H"会^J'Jii^嵌齿的新的稳定位置。为了防止上述情;;L^，与指示的方向相反^a亍一个微步。i!4夺定子在换向4f，止后重^i^与4H4^^在数目 11内，如Ji^斤述，或者直到数目下J^fiJ io时换向继续，或者直到数目增加到 12，再次进4封目反方向的步。超前状态(#^超前定子)的处理方式不同。超前状态可能由于多种原因 而产生，例如高减速率，或负载开始变得减少。在^f可一种情况下，針倾向 于超前定子。当在滞后状态下时，直到超前数目超过io (—恒步)才有动作 发生，其产生最大数目的转矩。但是，与滞后状态不同，定子没有停止，因为 停止定子换向^ii^A增加，使得电^^头Eii—步减小。如^H"超前数目增加到U，为了^W^大转矩以及防iii^iiA—种不稳定位置，可在指示的方向上插入一个微步，其中该不稳、定的位置可*战成不期望地向前逸,'jit^嵌齿的新的稳定位置。这〗紋子超前在数目io之内以保持定子在最大转矩的位置上，此时只^^前状态存在数目io和低于io，转向将 继续。4^前和电机强制反转的^-~种情况下，通过分别^#衬和定子之间超前和滞后位置，对#^淑口破断力(breaking force) a制已变得比电枳所能 产生的转矩本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制步进电机旋转的方法，包括以下步骤： 在所述电机旋转时连续地确定步进电机中的定子相对于转子的旋转位置；以及 当超过第一预定数值且所述转子滞后于所述定子时延迟所述定子的旋转以实现最优化电机性能。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维库图，
申请(专利权)人：戴维库图，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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