[发明专利]铁芯电动机装置

说明书

本发明涉及铁芯电动机装置及其驱动方法。特别是，涉及具有用变换相位的电流加入多个激磁绕组的线圈中来使转子转动的铁芯电动机的铁芯电动机装置及其驱动方法。

步进电机采用脉冲信号为其驱动信号驱动其转子作脉动性转动，每个脉冲信号转过预设角度。因此可能对步进电动机用单位时间内加给的驱动脉冲数的控制来控制其转速。

已知一种步进电动机，其定子上有围绕着呈圆柱永磁形式的转子之外周的多个激磁线圈。步进电动机的转子有多个激了磁的部分，其磁化方向在圆周方向上以每预设角度交替改变。定子有面对转子磁化部分的齿，构成二相线卷的激磁线卷围着它绕成。用改换加到各激磁线卷电流的相位产生转子的旋转。

已知的驱动步进电动机的方法粗略地分成使造成电流只在组成各相的线卷中的一个里流动的单极驱动法和使电流在组成各相的线卷中流动而交替地变换电流方向的双极驱动法两大类。

通常的用于双相步进电动机双极驱动的驱动电路参考图1来解释。示于图1中的驱动电路1包括驱动部2，用于将脉冲驱动电流（驱动脉冲）经二相线流动来使转子转动;及驱动控制部3，用于控制驱动部2的驱动时序。驱动部3由用于检测发生在各相线卷端头上的反向电压的反向电压检测器4和根据反向电压检测器4来的信号输出驱动驱动部2的时序信号的驱动逻辑部5所构成。驱动电路1根据感应在线卷中的反向电压即各相线卷的磁通密度φ对电角θ的变化率，或dφ/dθ找到转子和线卷之间的相对位置，并根据此转子和线卷之间的位置信息产生驱动脉冲，用以驱动步进电动机。

特别是，当转子是转动的时，转子磁化部分穿过线卷C_A，C_B的磁通是变化的，线卷C_A和C_B中磁通的这种变化，即dφ_A/dθ和dφ_B/dθ，有相位差π/2，见图2a和2b。

感应在线卷中的反向电压正比于磁通密度的变化。即，反向电压V_A，如图2C所示，产生于A相的线卷C_A中，而示于图2C中的反向电压V_B产生于B相的线卷C_B中。如果转子在反方向转动，标为V′_A的A相反向电压产生了，如图2C所示，B相的标为V′_B的反向电压被产生，也如图2C所示。反向电压检测电路4使用，例如，用来检测位置信息的未示出的差分放大电路检测出反向电压的过零点P₁，P₂，P₃……。加电流到线卷C_A和C_B于是就在此位置信息的基础上被完成。

具体地，为加电流给A相线卷C_A而所加的电压V_o中位于π/2电角度处的过零点P₁两边伸展π/4。因而驱动逻辑部5根据由反向电压检测电路4检测的位置信息产生时序信号在π/4处上升在3π/4处下降，并将此产生的时序信号送给驱动部2。驱动部2加同步于时序信号的驱动电压V_o给线卷C_A。响应于所加的电压V_O在A相线卷C_A中流动的电流I_A有示于图2e中的波形。加到B相线卷C_B的电流器和加给A相线卷C_A同样的方法实现。对线卷C_B的电流导通角，比对线卷C_B的滞后π/2。

用检测各自相的线卷C_A和C_B的反向电压来检测相位信息对驱动电路1有可能正确驱动步进电动机而不采用诸如霍尔元件这类位置传感器来检测位置信息。

现在解释驱动部2的运作。