[发明专利]一种步进电机转动角度补偿方法及装置

说明书

本发明公开了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，所述方法包括：确定步进电机所转过的角度和步进电机转动电角度；获取步进电机的电流角频率，确定补偿角；其中，电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。由于针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转动速度最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系。因此可以使补偿后定子磁场与转子磁场的夹角为90度，保持步进电机高速运行。

技术领域

本发明涉及步进电机控制技术领域，尤其涉及一种步进电机转动角度补偿方法及装置。

背景技术

随着步进电机行业的快速发展，步进电机的应用越来越广泛，在视频监控行业对步进电机转速要求较高，很多场景下需要步进电机高速运行。

对步进电机的控制方式包括开环控制和闭环控制。开环控制时，当步进电机转速增加时，存在很大的反电动势，反电动势的存在使得步进电机无法高速运行。闭环控制时，以正弦波电流驱动为例，由于步进电机齿数较多，一般为50齿，若想要步进电机以18r/s运行，根据公式f＝n*N，n为转速(r/s)，N为齿数，f为正弦波电流频率，则正弦波电流频率为50*18r/s＝900Hz，为保证正常运行，电流环的频宽需要达到900Hz。然而，电流环的频宽难以达到900Hz，电流环的频宽小于正弦波电流频率，则会出现严重的相位滞后，使得定子磁场与转子磁场的夹角不是90度。根据公式T＝K*i*sinθ，K为系数，i为电流，θ为定子磁场与转子磁场的夹角，T为步进电机输出转矩。由此看出，定子磁场与转子磁场的夹角不是90度，导致步进电机输出转矩存在很大的削弱，因此步进电机也无法高速运行。

发明内容

本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿方法及装置，用以解决现有技术中步进电机无法高速运行的问题。

本发明实施例提供了一种步进电机转动角度补偿方法，所述方法包括：

步进电机转动控制器确定步进电机所转过的角度；

根据预先保存的步进电机所转过的角度与电角度的对应关系，确定步进电机转动电角度；

获取步进电机的电流角频率，并根据预先保存的电流角频率与补偿角的对应关系，确定补偿角；其中，所述电流角频率与补偿角的对应关系是针对预设的每个电流信号，采用该电流信号控制步进电机运行，按照预设的步长，调整补偿角，并在步进电机转速最大时，记录当前电流角频率与补偿角的对应关系并保存的；

采用所述补偿角对所述电角度进行补偿。

进一步地所述获取步进电机的电流角频率包括：

获取步进电机的运行速度；

根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率。

进一步地，所述获取步进电机的运行速度包括：

获取步进电机的转速；

所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：

根据所述步进电机的转速和步进电机齿数，采用公式ω_e＝2πnN，确定步进电机的电流角频率；

式中，n为步进电机转速，N为步进电机齿数，ω_e为电流角频率。

进一步地，所述获取步进电机的运行速度包括：

根据步进电机所转过的角度，确定步进电机转动角速度；

所述根据步进电机的运行速度，确定步进电机的电流角频率包括：