[发明专利]电动机控制设备、片材传送设备、文档进给设备

说明书

本公开涉及一种电动机控制设备、片材传送设备、文档进给设备、文档读取设备和成像设备，所述电动机控制设备包括：检测器，其构造成检测驱动电流；相位确定器，其构造成确定电动机的转子的旋转相位；以及控制器，其设置有第一控制模式和第二控制模式，所述第一控制模式用于通过控制在所述电动机的绕组中流动的驱动电流来控制电动机以便减小指令相位与旋转相位之间的偏差，所述第二控制模式用于基于具有预定大小的电流来控制电动机。在在所述转子基于第一控制模式正以预定速度旋转的状态下将用于控制电动机的控制模式从第一控制模式切换到第二控制模式之后，所述控制器使转子减速。

技术领域

本发明涉及电动机控制设备中的电动机控制、片材传送设备、文档进给设备、文档读取设备和成像设备。

背景技术

在已知的常规构造中，步进电动机(以下称为电动机)响应于根据从更高级设备(例如中央处理单元(CPU))输出的驱动脉冲而被磁化的绕组的相位之间的切换而被驱动。驱动脉冲的数量对应于电动机的转子的相位超前量，并且驱动脉冲的周期(频率)对应于表示转子的目标速度的指令速度。

通常，称为矢量控制的控制方法被认为是用于控制电动机的方法。在矢量控制中，电流值在基于电动机的转子的旋转相位的旋转坐标系中被控制。更具体地，存在已知的控制方法，其通过执行其中电流值在旋转坐标系中被控制的相位反馈控制来控制电动机以便减小转子的指令相位与转子的旋转相位之间的偏差。更具体地，存在另一种已知的控制方法，其通过执行其中电流值在旋转坐标系中被控制的速度反馈控制来控制电动机以便减小转子的指令速度与转子的旋转速度之间的偏差。

在矢量控制中，在电动机的绕组中流动的驱动电流由q轴分量(转矩电流分量)和d轴分量(励磁电流分量)表示，所述q轴分量作为用于产生用于使转子旋转的转矩的电流分量，所述d轴分量作为影响穿过电动机的绕组的磁通量的强度的电流分量。通过根据施加到转子的负载转矩的变化控制转矩电流分量的值，有效地产生使转子旋转所需的转矩。因此，抑制电动机声音的增加和由于残余转矩引起的功耗的增加。如果施加到转子的负载转矩超过与提供给电动机的绕组的驱动电流相对应的输出转矩，则转子变得与输入信号不同步，并且电动机变得失控(失步状态)。矢量控制可以防止电动机进入失步状态。

在矢量控制中，需要用于确定转子的旋转相位的构造。美国专利No.8970146讨论用于基于通过转子的旋转在电动机的每相的绕组中产生的感应电压来确定转子的旋转相位的构造。

绕组中产生的感应电压的大小随着转子的旋转速度的降低而降低。如果绕组中产生的感应电压的大小不足以确定转子的旋转相位，则旋转相位可能无法以足够的精度确定。这意味着用于确定转子的旋转相位的精度可能随着转子的旋转速度的降低而降低。

日本专利申请公开No.2005-39955讨论一种构造，在所述构造中当转子的指令速度低于转子的预定旋转速度时，使用通过向电动机的绕组供应预定电流来控制电动机的恒定电流控制。在恒定电流控制中，既不执行相位反馈控制也不执行速度反馈控制。日本专利申请公开No.2005-39955进一步讨论一种构造，在所述构造中当转子的指令速度等于或高于转子的预定旋转速度时使用矢量控制。

图11是示出指示针对电动机的转子的目标速度的指令速度ω_ref与电动机的转子的实际转速ω之间的示例关系的图。参考图11，单点划线表示指令速度ω_ref，并且实线表示旋转速度ω。在从电动机驱动开始时到电动机减速开始时的时间段中以及在从指令速度ω_ref减小到阈值ωth或更小到电动机驱动停止的时间段中，单点划线与实线重叠。例如，基于电动机的驱动顺序预设从电动机驱动开始时到电动机驱动停止时待从主机设备输出的指令速度ω_ref的波形和驱动脉冲的数量。更具体地，在从电动机控制方法从矢量控制切换到恒定电流控制到电动机停止的时间段中，预定数量的驱动脉冲从主机设备输出。