[发明专利]步进电机控制装置及其控制方法、电子设备、记录装置

说明书

技术领域

本发明涉及步进电机的控制装置及其控制方法、电子设备、记录装置。

背景技术

步进电机是向设置于定子上的多个相的线圈分别提供励磁电流，通过发生的磁通量使转子旋转的同步电机。由于步进电机根据输入脉冲的数量确定转子的旋转角度，定位控制较为容易，多用开环控制来驱动。

但是，在高速驱动或超负荷驱动时，有时会因转子的目标位置和实际位置发生偏离而导致失步。

于是，在步进电机中，为了防止失步，会根据转子的位置进行反馈控制。专利文献1中公开了使用编码器检测转子的位置进行反馈控制的技术。

然而，以往的控制装置中，将编码器的检测分辨率设置为转子每转的电气角的周期数的N倍(N为2以上的自然数)，根据用编码器检测出的转子的位置除以N后的余数，来检测转子的电气角。因此，存在需要执行余数运算，而且编码器的检测分辨率受到转子每转的电气角的周期数的制约等问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-96922号公报

发明内容

本发明鉴于上述问题，将能够通过简单的运算计算出转子的电气角，而且减少编码器的分辨率的制约作为要解决的技术问题。

为了解决上述问题，本发明的一个实施方式的步进电机的控制装置，所述步进电机向与多个相的各自对应的线圈提供励磁电流而产生的磁通量，通过磁通量使转子旋转，所述步进电机的控制装置具备：位置生成部，生成包括检测出的所述转子的位置信息的位置信号；电气角检测部，输出电气角的检测信号，所述电气角的检测信号包括使所述位置信号乘以系数而得到的电气角的信息；以及驱动部，根据包括所述励磁电流的振幅信息的振幅信号和所述电气角的检测信号向所述线圈输出所述励磁电流。

根据该方式，由于使位置信号乘以系数而生成电气角的检测信号，因此不需要通过余数运算来计算余数，从而能够降低运算负荷。另外，也不存在受到位置生成部的分辨率的制约，从而能够扩大了自由度。

在上述步进电机的控制装置的一个实施方式中，所述驱动部具备：速度检测部，根据所述位置信号输出包括所述转子的速度信息的速度的检测信号；提前角生成部，根据所述速度的检测信号生成包括提前角的信息的提前角信号；以及指令部，根据所述提前角信号和所述电气角的检测信号，生成电气角的指令信号，所述电气角的指令信号包括所述励磁电流的电气角的信息，所述驱动部根据所述振幅信号和所述电气角的指令信号输出所述励磁电流。

根据该方式，基于提前角信号和电气角的检测信号而生成电气角的指令信号，因此可以根据检测速度而高效地产生转矩。另外，由于不受到位置生成部的分辨率的制约，通过使用高分辨率的位置生成部，可以提高提前角的精度，从而提高步进电机的控制性能。

在上述步进电机控制装置的一个实施方式中，步进电机的控制装置还具备：处理部，计算表示作为所述转子的位置的目标的目标值的信号和所述位置信号之间的偏差作为位置的误差信号，根据所述位置的误差信号生成包括所述转子的速度信息的速度的指令信号，计算所述速度的指令信号和所述速度的检测信号之间的偏差作为速度的误差信号，根据所述速度的误差信号，生成所述振幅信号。根据该方式，由于能够同时使用生成提前角的速度检测部和对检测速度进行反馈控制的速度检测部，因此使结构更加简化。

在上述步进电机控制装置的一个实施方式中，所述位置生成部优选具有18位以上的分辨率。根据该方式，能够提高反馈控制的性能。其结果，与作为工业用电流计的主流的无芯电机相比，能够将这种结构简单且价格低廉的步进电机应用于各种装置中。

在上述步进电机控制装置的一个实施方式中，在将所述系数设为K、所述转子每转的电气角的周期数设为α、所述电气角的控制分辨率设为β、所述位置生成部的分辨率设为γ时，所述系数K通过下面的算式给出：K＝(α×β/γ)×(β－1)。

这种情况下，由于周期数α、电气角的控制分辨率β、位置生成部的分辨率γ为固定的，系数K也为固定的，所以简化了运算。

接下来，根据本发明的一种实施方式的电子设备具备：上述步进电机的控制装置、和步进电机。这样的电子设备可以是激光扫描设备、NC加工机、和3D打印机等。

接下来，根据本发明的一个实施方式的记录装置具备：上述步进电机的控制装置、和步进电机。这样的记录装置(图像打印装置)可以是打印机、标签(ラベル)打印装置等。