CN103178763A - 一种错相消除步进电机锁定噪声的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种错相消除步进电机锁定噪声的方法，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。本发明设计合理、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。
Description
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。
本发明错相消除步进电机锁定噪声方法的结构原理图，通过采用可编程控制器件CPLD实现对电机的控制。如图2所示为未采取措施的输出电流曲线图，图中所示在周期内由于两个绕组之间的电流叠加，使其产生尖峰电流，造成严重的噪声。步进电机驱动器有两个H桥，分别对应电机的两个绕组，通过CPLD输出的控制信号与电机的H桥驱动相连接，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、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。这四个阶段的状态转换均依赖于CPLD里1个8bit计数器，计数值最大为255。驱动器为两个绕组设计了两个相差128个计数值的计数器，将两相电流上升的时刻错开了半个周期，因而避免了峰值电流的叠加所产生的噪声。如图3所示，其输出电流曲线上对于图2上的尖峰电流已进行消除。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一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。
2.按照权利要求1所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。
3.按照权利要求1所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。
4.按照权利要求1所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。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 201110454469 CN103178763A (zh) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 一种错相消除步进电机锁定噪声的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 201110454469 CN103178763A (zh) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 一种错相消除步进电机锁定噪声的方法 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN103178763A true CN103178763A (zh) | 2013-06-26 |
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Family Applications (1)
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| CN 201110454469 Pending CN103178763A (zh) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 一种错相消除步进电机锁定噪声的方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN103178763A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108880361A (zh) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 东京威尔斯股份有限公司 | 步进电机驱动装置以及步进电机驱动方法 |
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2011
- 2011-12-20 CN CN 201110454469 patent/CN103178763A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108880361A (zh) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 东京威尔斯股份有限公司 | 步进电机驱动装置以及步进电机驱动方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130626 |