專利名稱：一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)縫紉機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法。
背景技術(shù)：
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的控制元件。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)縫紉機(jī)中的應(yīng)用十分廣泛，電機(jī)的繞組是通過H橋進(jìn)行雙極性驅(qū)動，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)需要繞組內(nèi)通有一定的電流。電機(jī)鎖定時，同樣需要通過一定的電流來維持鎖定轉(zhuǎn)矩，此時步進(jìn)電機(jī)的兩個繞組同時打開H橋通電，造成較大的母線電流尖鋒，從而引起電流噪聲，在鎖定時其噪聲尤為明顯。目前的電機(jī)驅(qū)動器是采用分立器件進(jìn)行兩個繞組的斬波同步，器件較多，而且由于模擬電路的參數(shù)分散性，也給調(diào)試帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其設(shè)計合理、操作簡單方便且使用效果好，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)鎖定時，對其兩個繞組不進(jìn)行同時啟動，使繞組產(chǎn)生的電流峰值不會進(jìn)行疊加，進(jìn)而消除電流尖峰產(chǎn)生的噪聲。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:主要由CPLD、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和H橋驅(qū)動器組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過采用PWM對固定頻率進(jìn)行斬波，使用CPLD將兩個H橋的開通時刻錯開半個周期，使驅(qū)動電路的兩組電路的產(chǎn)生峰值電流的時間錯開，避免了峰值電流疊加而造成母線電流尖峰所產(chǎn)生的電流噪聲。上述的一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:所述H橋驅(qū)動器的固定頻率斬波，周期由CPLD里的Sbit計數(shù)器產(chǎn)生，狀態(tài)依據(jù)計數(shù)值以及其他條件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。上述的一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:所述兩個H橋驅(qū)動器的計數(shù)器相差了 128個計數(shù)值，避免了峰值電流的疊加所產(chǎn)生的噪聲。上述的一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器有兩個H橋，分別對應(yīng)電機(jī)的兩個繞組，采用固定頻率斬波，每個周期里分為BlanKTurnon、Fast decay、Slow decay四個階段,分別為空窗、電流上升、電流快衰減和電流慢衰減四個階段，如電流方向發(fā)生變化，還需要插入Dead zone。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:1、設(shè)計合理、操作簡單方便且使用效果好，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)鎖定時，對其兩個繞組不進(jìn)行同時啟動，使繞組產(chǎn)生的電流峰值不會進(jìn)行疊加，進(jìn)而消除電流尖峰產(chǎn)生的噪聲。2、本發(fā)明通過固定頻率斬波，使用CPLD將兩個H橋的開通時刻錯開半個周期，使驅(qū)動電路的兩組電路的產(chǎn)生峰值電流的時間錯開，避免了峰值電流疊加而造成母線電流尖峰所產(chǎn)生的電流噪聲。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為未采用錯相方法的輸出電流圖。圖3為本發(fā)明的輸出電流圖。
具體實施例方式本發(fā)明一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，包括以下步驟:該方法主要由CPLD、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和H橋驅(qū)動器組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過采用PWM對固定頻率進(jìn)行斬波，使用CPLD將兩個H橋的開通時刻錯開半個周期，使驅(qū)動電路的兩組電路的產(chǎn)生峰值電流的時間錯開，避免了峰值電流疊加而造成母線電流尖峰所產(chǎn)生的電流噪聲。本實施例中，所述H橋驅(qū)動器的固定頻率斬波，周期由CPLD里的Sbit計數(shù)器產(chǎn)生，狀態(tài)依據(jù)計數(shù)值以及其他條件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本實施例中，所述兩個H橋驅(qū)動器的計數(shù)器相差了 128個計數(shù)值，避免了峰值電流的疊加所產(chǎn)生的噪聲。本實施例中，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器有兩個H橋，分別對應(yīng)電機(jī)的兩個繞組，采用固定頻率斬波，每個周期里分為Blank、Turn on、Fast decay、Slow decay四個階段,分別為空窗、電流上升、電流快衰減和電流慢衰減四個階段，如電流方向發(fā)生變化，還需要插入DeadZone0本發(fā)明錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲方法的結(jié)構(gòu)原理圖，通過采用可編程控制器件CPLD實現(xiàn)對電機(jī)的控制。如圖2所示為未采取措施的輸出電流曲線圖，圖中所示在周期內(nèi)由于兩個繞組之間的電流疊加，使其產(chǎn)生尖峰電流，造成嚴(yán)重的噪聲。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器有兩個H橋，分別對應(yīng)電機(jī)的兩個繞組，通過CPLD輸出的控制信號與電機(jī)的H橋驅(qū)動相連接，采用固定頻率斬波，每個周期里分為Blank、Turn on、Fast decay、Slow decay四個階段,分別為空窗、電流上升、電流快衰減、電流慢衰減四個階段，如電流方向發(fā)生變化，還需要插入Dead zone。這四個階段的狀態(tài)轉(zhuǎn)換均依賴于CPLD里I個8bit計數(shù)器，計數(shù)值最大為255。驅(qū)動器為兩個繞組設(shè)計了兩個相差128個計數(shù)值的計數(shù)器，將兩相電流上升的時刻錯開了半個周期，因而避免了峰值電流的疊加所產(chǎn)生的噪聲。如圖3所示，其輸出電流曲線上對于圖2上的尖峰電流已進(jìn)行消除。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:主要由CPLD、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和H橋驅(qū)動器組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過采用PWM對固定頻率進(jìn)行斬波，使用CPLD將兩個H橋的開通時刻錯開半個周期，使驅(qū)動電路的兩組電路的產(chǎn)生峰值電流的時間錯開，避免了峰值電流疊加而造成母線電流尖峰所產(chǎn)生的電流噪聲。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:所述H橋驅(qū)動器的固定頻率斬波，周期由CPLD里的Sbit計數(shù)器產(chǎn)生，狀態(tài)依據(jù)計數(shù)值以及其他條件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:所述兩個H橋驅(qū)動器的計數(shù)器相差了 128個計數(shù)值，避免了峰值電流的疊加所產(chǎn)生的噪聲。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器有兩個H橋，分別對應(yīng)電機(jī)的兩個繞組，采用固定頻率斬波，每個周期里分為Blank、Turn on、Fast decay> Slow decay四個階段,分別為空窗、電流上升、電流快衰減和電流慢衰減四個階段，如電流方向發(fā)生變化，還需要插入Dead zone。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種錯相消除步進(jìn)電機(jī)鎖定噪聲的方法，主要由CPLD、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和H橋驅(qū)動器組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過采用PWM對固定頻率進(jìn)行斬波，使用CPLD將兩個H橋的開通時刻錯開半個周期，使驅(qū)動電路的兩組電路的產(chǎn)生峰值電流的時間錯開，避免了峰值電流疊加而造成母線電流尖峰所產(chǎn)生的電流噪聲。本發(fā)明設(shè)計合理、操作簡單方便且使用效果好，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)鎖定時，對其兩個繞組不進(jìn)行同時啟動，使繞組產(chǎn)生的電流峰值不會進(jìn)行疊加，進(jìn)而消除電流尖峰產(chǎn)生的噪聲。
文檔編號H02P8/12GK103178763SQ201110454469
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者易萍虎 申請人:陜西銀星科技有限公司