[发明专利]一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法

权利要求书

1.一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法，其特征在于： 包括如下步骤：

步骤1：选取固定电机，系统初始化，依次读取对片内外预设置的存储参数；

步骤2：编码器采集电机位置反馈值传给电角度计算器、速度计算器和P控制器，电角度计算器根据位置反馈值计算出电机当前的电角度并传给Park变换器和反Park变换器，速度计算器根据位置反馈值计算出速度反馈信息Spd_F并传给PI控制器Ⅰ；

步骤3：P控制器把接收的位置反馈值Pos_F与预设置的参考位置Pos_R做差值后的结果是否大于用户所设定的最大值，当大于时，驱动器应停止工作，并输出报警信号，当不大于时，P控制器执行算出参考速度Spd_R并传给PI控制器Ⅰ；

步骤4：PI控制器Ⅰ接收参考速度Spd_R与速度反馈信息Spd_F做差值得到速度控制误差；

步骤5：根据速度控制误差判断电机速度是否大于用户设定的最大速度，当大于时，停止驱动器的工作，并输出报警信号，不大于时，执行PI控制器Ⅰ计算Q轴电流的控制电流参考值Iq_R并传给PI控制器Ⅱ；

步骤6：Park变换器采集电机两相的的电流Ia_F和Ib_F，并根据电流Ia_F、电流Ib_F和电角度算出Q轴电流的控制电流值Iq_F，并把控制电流值Iq_F传给PI控制器Ⅱ和PI控制器Ⅲ；

步骤7：PI控制器Ⅱ和PI控制器Ⅲ根据控制电流值Iq_F和控制电流参考值Iq_R通过d-q轴变换分别算出控制电压Vq和控制电压Vd；

步骤8：反Park变换器根据控制电压Vq、控制电压Vd和电角度算出双H桥逆变电路的控制电压Va和Vb；

步骤9：双H桥逆变电路采用恒转矩控制方式控制电机根据转速输出最大力矩。

2.根据权利要求1所述的一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法，其特征在于：所述固定电机位30对极电机。

3.根据权利要求1所述的一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法，其特征在于：所述步骤4中参考速度Spd_R（）的计算根据下式：

其中，为绕线端电压，为定子磁链，为极对数。

4.根据权利要求1所述的一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法，其特征在于：所述步骤7中算出控制电压Vq和控制电压Vd的算式为：

其中，d轴产生的电压为，而q轴产生的电压为，电机磁通量，为电机运行转速，为电机一相绕组的阻值。

5.根据权利要求1所述的一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法，其特征在于：所述步骤9中恒转矩控制方式的具体过程为，根据下式：

其中，为d-q轴合成电压，为给定的控制电流值Iq_F，为反电动势，为d-q轴电感与绕线端电感相，为速度反馈信息Spd_F，R为电机电阻值，为控制电参考流值Iq_R，

进一步运算得到：

从而得到力矩的产生，其中为常数。