[发明专利]步进电动机的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种步进电动机的驱动装置。

背景技术

作为通常的步进电动机，已知一种通过使两个线圈在彼此不同的励磁定时励磁而驱动的二相步进电动机。

在现有的双极型2相步进电动机1中，针对两个线圈分别设置有驱动装置100，其切换通电方向的正反并对每个线圈进行驱动(图10)。

驱动装置100具有：CPU 101，其输出作为步进电动机110的动作指令的电流值指令；D/A变换部102，其输出与电流值指令对应的指令电流值；电流偏差生成部103，其根据步进电动机的线圈中流过的电流值与指令电流值之间的差分，输出偏差；三角波发生电路104，其输出规则的锯齿状的三角波；PWM发生电路105，其根据比较值信号和三角波信号之间的比较，生成作为接通-断开连续信号的PWM信号；电桥电路106，其对步进电动机110的两个线圈中分别流入的电流的正反方向以及接通-断开进行切换；以及电流检测部107，其对流过各线圈的电流进行检测。

并且，利用上述结构，在驱动装置100中，对步进电动机110进行所谓的比例控制(P控制)(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2009-095148号公报

发明内容

但是，在现有的双极型2相步进电动机的驱动装置中进行的比例控制(P控制)，存在在输出中产生固定偏差及容易受到噪声影响的缺点。

因此，为了应对上述缺点，也存在使用比例+积分控制(PI控制)的方法，但在双极型2相步进电动机的控制中，必须对向各线圈中流过的电流的正负极性周期性地进行切换，存在下述问题，即，在将电动机高速旋转过程中电流向正负中的一个极性切换时，由于至此为止累积得到的电流偏差的累积值而使电流追随延迟。

基于图11进行说明，在积分控制中，通过将电流偏差的累积值Iei反映至流过线圈的电流值中，从而可以降低固定偏差和噪声的影响。但是，在指令电流值Ir从正变为负的时刻(图中的点C1)，电流偏差的累积值Iei仍为正，因此尽管线圈中应流过负的电流值(反方向的电流)，但积分控制的成分反映累积值Iei，进行正的校正，使追随性下降。

另外，在指令电流值Ir从负变为正的时刻(图中的点C2)也产生相同的现象。

另外，也存在使用比例+积分控制+微分控制(PID控制)的方法，但如果使用微分控制，则控制系统变得复杂，由于增益设定的不同而存在控制发散的问题。另外，由于在PID控制的情况下也包含有积分控制，所以无法根本解决上述追随性的问题。

本发明的目的在于，对于双极型2相步进电动机的驱动装置，不使控制系统复杂化，而使追随性提高。

技术方案1所述的发明的特征在于，具有：电流检测部，其检测向双极型2相步进电动机的线圈中流过的电流值；以及控制部，其基于向所述线圈流入的指令电流值、和所述电流检测部的检测电流值之间的电流偏差，对所述线圈中流过的电流进行反馈控制，其中，向所述线圈流入的指令电流值是基于向所述双极型2相步进电动机输入的动作指令而得到的，所述控制部求出所述电流偏差的累积值，利用该累积值和所述电流偏差的值，确定向所述线圈中流过的电流值，并且如果切换所述指令电流值的正负极性，则将所述电流偏差的累积值重置，然后继续进行累积。

技术方案2所述的发明的特征在于，具有与技术方案1所述的发明相同的结构，并且所述控制部根据该指令电流值和电流偏差的累积值的乘积值，对所述指令电流值的正负极性的切换进行判定。

技术方案3所述的发明的特征在于，具有与技术方案1或2所述的发明相同的结构，并且所述控制部由DSP(Digital SignalProcessor)构成。

发明的效果

在技术方案1所述的发明中，在周期性地切换指令电流值的极性的情况下，对该切换进行检测，进行将电流偏差累积值的值重置的处理，因此，在刚刚切换了指令电流值的极性后，排除由于电流偏差累积值的极性与指令电流值不一致而引起的在线圈中流过的电流的追随性下降的影响。因此，不会产生由微分控制的实施等引起的控制系统的复杂化，可以实现反馈控制中的追随性的提高。

在技术方案2所述的发明中，根据该指令电流值和电流偏差的累积值的乘积值，对指令电流值的正负极性的切换进行判定，因此，例如相比于将之前的指令电流值进行存储，通过与新的指令电流值进行对比而进行极性切换的判定的情况，不需要用于对之前的指令电流值进行存储的处理及存储单元，可以实现控制系统的简化。