步进马达的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的步进马达的控制装置具有：超前角运算装置，其运算与步进马达的负荷转矩电流偏差相对应的超前角；加法装置，其通过将角度指令和提前角相加求取绕组激磁角度；电压外加装置，其给步进马达外加与绕组激磁角度相对应的外加电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及按照角度指令控制步进马达的步进马达控制装置。
技术介绍
在现用的步进马达的控制装置之中，由于是根据最大电流值指令以及角度指令求出电流指令值，按照电流指令值和绕组电流检出值之差的电流偏差给步进马达的绕组外加外加电压的，因而可控制步进马达的速度及位置。然而，在此种步进马达的控制装置之中，由于不能进行与步进马达的负荷转矩对应的控制，因而不能使步进马达高速旋转。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可使步进马达高速旋转的步进马达控制装置。若采用本专利技术，可提供一种步进马达控制装置，其具有提前角运算装置，其运算与步进马达的负荷转矩电流偏差相对应的提前角；加法装置，其通过将角度指令和提前角相加求取绕组激磁角度；电压外加装置，其给步进马达外加与绕组激磁角度相对应的电压。在该步进马达控制装置之中，由于将提前角设定为与负荷转矩电流偏差相对应的值上，因而可与速度无关地使步进马达产生大致最大的转矩，使步进马达高速旋转。附图说明图1示出本专利技术的步进马达控制装置。图2示出图1所示的步进马达控制装置的提前角控制器。图3示出本专利技术的另一种步进马达控制装置。图4示出图3所示的步进马达控制装置的角度推定器。图5示出本专利技术的另一种步进马达控制装置。图6示出图5所示的步进马达控制装置的磁极位置修正器。而图7、图8则是图5、图6所示的步进马达控制装置的动作说明图。具体实施例方式下面用图1及图2说明本专利技术的步进马达控制装置。步进马达2的最大电流指令Imax*输入最大电流指令输入端子4。步进马达2的角度指令θ*输入角度指令输入端子6。正弦波信号发生器8输入角度指令θ*和提前角Δθ(说明后述)的相加值后利用数据表输出正弦波信号sin(θ*+Δθ)。余弦波信号发生器10输入角度指令θ*和提前角Δθ的相加值后利用数据表输出余弦波信号cos(θ*+Δθ)。乘法器12将最大电流指令Imax*和正弦波信号sin(θ*+Δθ)相乘后输出α相的电流指令值iα*。乘法器14将最大电流值指令Imax*和余弦波信号cos(θ*+Δθ)相乘后输出β相的电流指令值iβ*。电流检出器16、18检出步进马达2的α相β相的绕组电流值后输出绕组电流检出值iαf、iβf。减法器20从电流指令值iα*中减去绕组电流检出值iαf后输出电流偏差Δiα。减法器22从电流指令值iβ*中减去绕组电流值iβf后输出电流偏差Δiβ。电流控制器24输入电流偏差Δiα后输出步进马达2的α相的激磁电流。电流控制器26输入电流偏差Δiβ后输出步进马达2的β相的激磁电流。变换器28按照α相、β相的激磁电流给步进马达2的绕组外加α相外加电压Vα、β相外加电压Vβ。编码器30检出步进马达2的转子位置。角度运算器32输入编码器30的输出后运算检出角度θf。提前角控制器34输入电流偏差Δiα、Δiβ以及检出角度θf后输出提前角Δθ。加法器36将角度指令θ*和提前角Δθ相加后运算绕组激磁角度。座标变换器38根据电流偏差Δiα、Δiβ以及检出角度θf运算负荷转矩电流偏差(q轴电流偏差)Δiq。PI补偿器40输入负荷转矩电流偏差Δiq。PI补偿器40的输出小于120度时，限幅器42直接输出PI补偿器40的输出，PI补偿器40的输出为120度以上时，限幅器42输出120度。加法器46将设定角输入端子44上设定的90度的设定角和限幅器42的输出相加。放大器48将加法器46的输出放大后输出提前角Δθ。并且由座标变换器38、限幅器42、加法器46等构成提前角控制器34。此外，由提前角控制器34构成运算步进马达的负荷转矩电流偏差相应的提前角的提前角运算装置。此外，由加法器36构成将角度指令和提前角相加后求取绕组激磁角度的加法装置。此外，由正弦波信号发生器8、余弦波信号发生器10、乘法器12、14、减法器20、22、电流控制器24、26、逆变器28构成给步进马达外加与绕组激磁角度相对应的外加电压的电压外加装置。此外，由座标变换器38构成根据步进马达的角度(转子磁极位置)以及电压外加装置的电流偏差求取负荷转矩电流偏差的座标变换装置。此外，由编码器30、角度运算器32构成检出步进马达的角度的角度检出装置。此外，由限幅器42构成限制装置，其在与负荷转矩电流偏差相对应的值小于120度时直接输出与负荷转矩电流偏差相对应的值，在与负荷转矩电流偏差相对应的值为120度以上时，输出120度。此外，由加法器46构成将设定角加到限制装置的输出上的加法装置。在该步进马达控制装置之中，由座标变换器38根据电流偏差Δiα、Δiβ以及检出角度θf运算负荷转矩电流偏差Δiq，由提前角控制器34求出与负荷转矩电流偏差Δiq相对应的提前角Δθ，由加法器36将角度指令θ*和提前角Δθ相加后求出绕组激磁角度，由正弦波信号发生器8、余弦波信号发生器10、乘法器12、14求出与绕组激磁角度相对应的电流指令值iα*、iβ*，由减法器20、22、电流控制器24、26、变换器28按照电流指令值iα*、iβ*和绕组电流检出值iαf、iβf的差的电流偏差Δiα、Δiβ给步进马达2的绕组外加α相外加电压Vα、β相外加电压Vβ。而并不进行根据d轴电流偏差的d轴电流的控制。在此种步进马达控制装置之中，由于将提前角Δθ设定为与负荷转矩电流偏差Δiq相对应的值，因而可进行与步进马达2的负荷转矩相对应的控制，由于可与速度无关地使步进马达2产生大致最大的转矩，因而可使步进马达高速旋转。下面用图3、图4说明本专利技术的另一种步进马达控制装置，角度推定器52输入绕组电流检出值iαf、iβf以及α相外加电压Vα、β相外加电压Vβ后输出推定角度θP。提前角控制器54输入电流偏差Δiα、Δiβ以及推定角度θP后输出提前角Δθ。即，提前角控制器54使用推定角度θP取代检出角度θf，与提前角控制器34相同，运算提前角Δθ。加法器56将角度指令θ*和提前角Δθ相加后运算绕组激磁角度。当把步进马达2的α相的绕组电阻设为Rα、把α相的绕组电感设为Lα，把拉普拉斯算子设为S时，反函数特性运算器58把绕组电流检出值iαf系数(Rα+SLα)倍。把步进马达2的β相的绕组电阻设为Rβ、把β相的绕组电感设为Lβ时，反函数特性运算器60将绕组电流检出值iβf系数(Rβ+SLβ)倍。减法器62从α相外加电压Vα中减去反函数特性运算器58的输出。减法器64从β相外加电压Vβ中减去反函数特性运算器60的输出。即，在把α相的绕组电流值设为iα(＝iαf)、把α相的速率电动势设为eα时，减法器62的输出根据下式的关系构成速率电动势eα。ddtiαeαe·α=-Rα/Lα-1/Lα0001000iαeαe·α+1/Lα00Vα...(1)]]>此外，在把β相的绕组电流值设为iβ(＝iβf)，把β相的速率电动势设为eβ时，减法器64的输出根据下式关系构成速率电动势eβ。ddtiβeβe&CenterD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种按照角度指令控制步进马达的步进马达控制装置，其特征在于，包括：　　　　ａ、提前角运算装置，其运算与上述步进马达的负荷转矩电流偏差相对应的提前角；　　　　ｂ、加法装置，其通过将上述角度指令和上述提前角相加求取绕组激磁角度；　　　　ｃ、电压外加装置，其给步进马达外加与上述绕组激磁角度相对应的外加电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：竹森显绪，桑野好文，鹰广昭，岩路善尚，
申请(专利权)人：日本伺服株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]