[发明专利]步进电动机驱动装置及驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及步进电动机驱动装置及驱动方法。

背景技术

在对步进电动机进行转矩控制时，是通过控制电动机电流值来进行转矩控制的。作为进行该转矩控制的一个方法，有根据驱动负载、速度来控制电动机电流的驱动方法(参照专利文献1)；作为其他方法，有利用不失步程度的恒定电流值来实施加减速、匀速的驱动方法。另外，在用恒定电流值对电动机电流值进行控制时，对防止失步用的电流值估计有余量来进行转矩设定。

现有技术文献

专利文献1：日本专利特公平06-009439号公报

发明内容

本发明要解决的问题

对步进电动机根据驱动负载、旋转速度来控制电动机电流的驱动方法，其电路规模较大且复杂，需要耗费成本、开发期间、调整时间。另一方面，在不实施根据负载的大小来增减电动机电流的电流控制、而利用恒定电流值来实施电动机的加减速运转或匀速运转的驱动方法中，存在的问题是：由于考虑到负载变动并为了防止产生失步而估计某种程度的余量来设定电动机电流，因此会消耗掉无用的功率。

本发明是为了解决这些问题而完成的，其目的在于提供一种步进电动机驱动装置及驱动方法，是通过监视步进电动机的励磁稳定点与转子位置关系来进行驱动控制，难以失步，而且通过进行转矩控制，实现稳定的驱动动作。

用于解决问题的方法

本发明为了解决上述问题，其特征在于，包括以下的结构。

一种步进电动机的驱动装置，根据由线圈的励磁相所决定的转子的停止位置即励磁稳定点、与实际的转子位置的相位差来进行驱动控制，其特征在于，包括：转子位置检测部，用于检测上述步进电动机的相对于定子的在旋转方向的转子位置；以及励磁相控制部，基于从控制器输入的指示上述转子的转子位置的位置指令，生成对线圈进行励磁的励磁指令，上述励磁相控制部通过算出使上述励磁稳定点相对于实际的转子位置在顺时针方向或者逆时针方向错开的励磁相设定指令，将与上述励磁相设定指令对应的励磁指令输出至电动机驱动器，从而控制在上述步进电动机中产生的转矩的大小和方向，其中该实际的转子位置是在逐次设定上述励磁稳定点以使转子到达上述位置指令所指示的转子位置时由上述转子位置检测部得到。

另外，上述励磁相控制部包括算出上述励磁相设定指令的动作控制部，

其特征在于，上述动作控制部在产生使转子相对于实际的转子位置向顺时针方向旋转的转矩时，算出使上述励磁稳定点相对于实际的转子的位置在顺时针方向错开的上述励磁相设定指令；在产生使转子相对于实际的转子位置向逆时针方向旋转的转矩时，算出使上述励磁稳定点相对于实际的转子的位置在逆时针方向错开的上述励磁相设定指令。

另外，一种步进电动机的驱动方法，根据由线圈的励磁相所决定的转子的停止位置即励磁稳定点、与实际的转子位置的相位差来进行驱动控制，其特征在于，转子位置检测部检测上述步进电动机的相对于定子的在旋转方向的转子位置，基于从控制器输入的指示上述转子的转子位置的位置指令，励磁相控制部生成对线圈进行励磁的励磁指令，上述励磁相控制部算出使上述励磁稳定点相对于实际的转子位置在顺时针方向或者逆时针方向错开的励磁相设定指令，将与上述励磁相设定指令对应的励磁指令输出至电动机驱动器，从而控制在上述步进电动机中产生的转矩的大小和方向，其中该实际的转子位置是在逐次设定上述励磁稳定点以使转子到达上述位置指令所指示的转子位置时由上述转子位置检测部得到。

发明的效果

若使用上述的步进电动机驱动装置及驱动方法，则励磁相控制部通过算出使励磁稳定点相对于实际的转子位置在顺时针方向或者逆时针方向错开的励磁相设定指令，其中该实际的转子位置是在逐次设定该励磁稳定点以使转子到达位置指令所指示的转子位置时由转子位置检测部得到，将与该励磁相设定指令对应的励磁指令输出至电动机驱动器，从而控制来自电动机的产生转矩的大小和方向。据此，对于作用于转子的产生转矩的大小和方向，产生与要驱动的负载平衡的必要转矩，实现稳定的驱动动作。另外，通过监视励磁稳定点与转子位置关系，可以减少失步的可能，由于不必如一般的驱动方法那样，考虑到负载变动并为了防止产生失步而利用估计有某种程度的余量的恒定电流值进行电动机驱动，因此相对而言没有消耗掉无用的功率。

附图说明

图1是步进电动机的驱动装置的结构框图。

图2是以励磁相控制部为中心的结构框图。

图3A及图3B是表示转子位置与励磁位置的位置关系、和产生转矩的大小及方向的曲线图。

图4A及图4B是表示转子位置与励磁位置的位置关系、和产生转矩的大小及方向的曲线图。