[发明专利]步进电机停转状态的判断装置及判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种步进电机停转状态的判断装置及判断方法，更详而言之，涉及一种应用于具有至少二个定子绕组及一个转子的步进电机的判断装置及判断方法。

背景技术

步进电机(stepping motor)由于其控制方式十分简单，故目前已广泛应用于各种控制系统中以控制负载装置的速度、位移以及方向。而步进电机与一般电机的不同之处在于，当步进电机输入电源时并不会使其转子(rotor)产生周期性的转动，即步进电机是一种接受数字信号控制的电机机械装置，并经由定子(stator)上电极(pole)的磁场不停地交互切换以带动转子进行转动，且每当输入一个数字时脉信号脉冲时，会使得步进电机的转子转动一个固定角度，亦即已知的步进角(stepping angle)。由于步进电机可直接接受数字信号而产生相对应的角度变化，也就是脉波数目和输出角度成正比，所以只要在可控制范围内，步进电机可通过开环(open loop)方式来驱动，不必考虑反馈(feedback)即可简单地完成控制操作。

请参阅图1，为已知步进电机控制系统的方块示意图。如图所示，该步进电机控制系统10包括控制界面11、控制单元12、驱动单元13、步进电机14，以及电源供应器15。其中，该控制界面11可设置于计算机系统或可编程逻辑控制器(Programmable logic controller，PLC)内，且该控制界面11是用来输出一个高阶指令(high-level command)至控制单元12，例如该步进电机系统10设置于光碟机(optical disk drive)中以控制光读写头(optical pick up head)进行寻轨(track seeking)操作。因此该控制界面11可直接将所需存取的轨道信息输入该控制单元12，再由该控制单元12相应地产生控制信号以控制该驱动单元13，使该驱动单元13依据该控制信号输出电流以驱动该步进电机14，亦即利用电流驱动该步进电机14的定子电极上的线圈(winding)绕组以产生所需磁场来驱动对应的转子，装设于该转子上的光读写头定位至光碟片上所需的轨道后，再令该光读写头读取该轨道上的信息，另驱动单元13所需电流功率由该电源供应器15提供。

但是，现有技术的步进电机控制技术中，为了进一步确定步进电机的转子是否已转动至所需的位置，例如确定上述装设于该步进电机14的转子的光读写头是否在读取光碟片前已确实定位于初始位置，通常增设一个微开关来加以侦测。此举无疑占据了整个步进电机控制系统的空间，且相应地增加了机构设计上以及微开关的成本。

由此，如何提供一种可节省机构设计上以及增设元件(如微开关)的成本，且无需占用原步进电机控制系统空间，即可准确地判断步进电机的转子是否已转动至所需位置的步进电机停转状态的判断装置及判断方法，实为目前此产业界中亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的一个目的在于提供一种步进电机停转状态的判断装置及判断方法，以简化机构设计及成本。

本发明的另一目的在于提供一种利用反馈方式侦测步进电机是否停转的步进电机停转状态的判断装置及判断方法。

为达到上述及其它目的，本发明所提供的步进电机停转状态的判断装置，应用于具有至少二个定子绕组及一个转子的步进电机。该步进电机的判断装置至少包括：一个驱动模块，分别电性连接该至少二个定子绕组，用以分别产生至少二个不同相位的连续时脉，并通过该转子运转使这些定子绕组依序间歇产生反电动势；一个侦测模块，电性连接该驱动模块；以及一个控制模块，分别电性连接该驱动模块以及该至少二个定子绕组，用以交替地对应该至少二个不同相位连续时脉输入侦测时段至该驱动模块，且预设一个阈值电压，以令该侦测模块依据该侦测时段侦测该至少二个定子绕组所产生的反电动势，从而当所侦测的反电动势低于阈值电压时，该控制模块即判断该步进电机为停转状态，并相应输出一个停转状态信号。

对应上述步进电机停转状态的判断装置，本发明所述的步进电机停转状态的判断方法包括以下步骤：

根据第一电位及第二电位依序产生一个第一连续时脉输出至该第一定子绕组。

根据第一电位及第二电位依序产生一个第二连续时脉输出至该第二定子绕组，其中该第二连续时脉与该第一连续时脉不同相位。