[发明专利]一种错相消除步进电机锁定噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业缝纫机控制系统技术领域，具体是涉及一种错相消除步进电机锁定噪声的方法。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的控制元件。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机在工业缝纫机中的应用十分广泛，电机的绕组是通过H桥进行双极性驱动，电机的运转需要绕组内通有一定的电流。电机锁定时，同样需要通过一定的电流来维持锁定转矩，此时步进电机的两个绕组同时打开H桥通电，造成较大的母线电流尖锋，从而引起电流噪声，在锁定时其噪声尤为明显。目前的电机驱动器是采用分立器件进行两个绕组的斩波同步，器件较多，而且由于模拟电路的参数分散性，也给调试带来了困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，其设计合理、操作简单方便且使用效果好，当步进电机锁定时，对其两个绕组不进行同时启动，使绕组产生的电流峰值不会进行叠加，进而消除电流尖峰产生的噪声。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，其特征在于：主要由CPLD、步进电机驱动器和H桥驱动器组成的系统结构，通过采用PWM对固定频率进行斩波，使用CPLD将两个H桥的开通时刻错开半个周期，使驱动电路的两组电路的产生峰值电流的时间错开，避免了峰值电流叠加而造成母线电流尖峰所产生的电流噪声。

上述的一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，其特征在于：所述H桥驱动器的固定频率斩波，周期由CPLD里的8bit计数器产生，状态依据计数值以及其他条件进行转换。

上述的一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，其特征在于：所述两个H桥驱动器的计数器相差了128个计数值，避免了峰值电流的叠加所产生的噪声。

上述的一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，其特征在于：所述步进电机驱动器有两个H桥，分别对应电机的两个绕组，采用固定频率斩波，每个周期里分为Blank、Turn on、Fast decay、Slow decay四个阶段，分别为空窗、电流上升、电流快衰减和电流慢衰减四个阶段，如电流方向发生变化，还需要插入Dead zone。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、设计合理、操作简单方便且使用效果好，当步进电机锁定时，对其两个绕组不进行同时启动，使绕组产生的电流峰值不会进行叠加，进而消除电流尖峰产生的噪声。

2、本发明通过固定频率斩波，使用CPLD将两个H桥的开通时刻错开半个周期，使驱动电路的两组电路的产生峰值电流的时间错开，避免了峰值电流叠加而造成母线电流尖峰所产生的电流噪声。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明错相消除步进电机锁定噪声的结构原理图。

图2为未采用错相方法的输出电流图。

图3为本发明的输出电流图。

具体实施方式

本发明一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，包括以下步骤：该方法主要由CPLD、步进电机驱动器和H桥驱动器组成的系统结构，通过采用PWM对固定频率进行斩波，使用CPLD将两个H桥的开通时刻错开半个周期，使驱动电路的两组电路的产生峰值电流的时间错开，避免了峰值电流叠加而造成母线电流尖峰所产生的电流噪声。

本实施例中，所述H桥驱动器的固定频率斩波，周期由CPLD里的8bit计数器产生，状态依据计数值以及其他条件进行转换。

本实施例中，所述两个H桥驱动器的计数器相差了128个计数值，避免了峰值电流的叠加所产生的噪声。

本实施例中，所述步进电机驱动器有两个H桥，分别对应电机的两个绕组，采用固定频率斩波，每个周期里分为Blank、Turn on、Fast decay、Slow decay四个阶段，分别为空窗、电流上升、电流快衰减和电流慢衰减四个阶段，如电流方向发生变化，还需要插入Dead zone。