用于步進電動機的控制設備以及用于光頭的驅動設備的制作方法

專利名稱：用于步進電動機的控制設備以及用于光頭的驅動設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于步進電機的控制設備以及采用了用于步進電機的控制設備的一個光頭的驅動設備。
背景技術：
步進電機具有體積小和高扭矩及長壽命的特點。因此通常使用的驅動方法所借助的是僅利用步進電機的簡單可控性的開環控制。但是在這種開環控制的驅動中存在一些問題，比如電機的旋轉角偏離目標的失步、電機的振動及難于實現高速旋轉等。另一方面，在借助閉環控制的驅動方法中，這種步進電機帶有編碼器，并且當通過該編碼器檢測電機的旋轉角的同時控制該電動機，從而抑制失步和振動并且改進高速旋轉的潛能，盡管控制系統因此變得復雜。
美國專利4963808描述了一個結構，能夠以兩個操作模式類型使用一個雙相步進電機，同時把該雙相步進電機用作一個直流電動機而把該雙相步進電機切換成具有開環控制和閉環控制。此外，其中還描述一種技術，把用于檢測該步進電機的旋轉角的該編碼器的一個周期中的輸出脈沖的數目設置為在該步進電機的轉子中的磁極數目的倍數。這種步進電機是單相激勵的，以使得從轉子靜止在一種預定的位置的狀態中開始該轉子的旋轉。每當響應該旋轉從該編碼器輸出預定數目的脈沖時，該步進電機的勵磁電流就被切換，從而在不作調整的情況下把在輸出脈沖和步進電機的勵磁電流之間的相位差抑制到一個預定誤差或更小。
圖7示出用于閉環控制該步進電機的普通裝置。
在圖7中，控制部分124根據第一操作模式和第二操作模式之一驅動和控制一個步進電機125。在第一操作模式中，為了通過該閉環控制對步進電機125的轉子129的旋轉角作控制，而進行微步驅動，其中一個電流命令從控制部分124輸出到一個驅動部分121，由控制部分124產生該電流命令的定時實施該微步驅動。而且，在第二操作模式中，通過閉環控制以高速旋轉步進電機125的轉子129，其中轉子129的旋轉角由編碼器128檢測，該檢測的旋轉角提供給該控制部分124，并且電流命令從124輸出到驅動部分121。
驅動部分121包括彼此獨立的一個A相電流驅動器122和一個B相電流驅動器123。通過一個數據選擇器137，該A相電流驅動器122和B相電流驅動器123被提供有來自控制部分124的一個A相電流命令和一個B相電流命令，以便分別地形成電流命令的電流，并且把這些電流提供到A相定子126和B相定子127，從而驅動該步進電機125。特別地，該A相電流驅動器122和該B相電流驅動器123包括一個D/A轉換器，用于把表示該A相電流命令和該B相電流命令的數字數據轉換成模擬信號，并且一個放大器用于放大和輸出該模擬信號。
步進電機125是一個雙相PM型步進電機，而該雙相激勵的步進角是18°。該步進電機125包括由永久磁鐵制成的一個轉子129，其中N極和S極是以72°的角極化的，而在一個圓上極化用于該N極和S極的五個極點，并且雙相激勵線圈包括A相定子126和B相定子127。A相定子126和B相定子127包括軛鐵，其中N磁極和S磁極以72°的角極化，并且在一個圓上極化用于該N極和S極的五個極點，并且這些軛鐵是圍繞該轉子129放置的。A相定子126的軛鐵的磁極和B相定子127的軛鐵的磁極彼此偏移18°。
在其中形成4.5°角的縫隙的隙盤131被固定到一個轉子軸130。確定4.5°角的一個間距，在此形成縫隙盤131的每一縫隙，使得其成為72°角的一個間距的整數分之一(在此處是1/16)，以該72°角形成該轉子129的每一磁極。特別地，由于該步進電機125的相位數目是雙相，所以確定形成每一縫隙的4.5°的角的間距，以便滿足1/(2的倍數)的關系，即1/16＝1/(2×8)。
光敏器件132包括發光側的LED和光接收側的光電晶體管，并且是透明型，其中的LED和光電晶體管被放置在該隙盤131的兩側。通過接收光電晶體管經過隙盤131的縫隙時由LED發出的光，該光電晶體管檢測該隙盤131的縫隙。光電晶體管輸出對應該隙盤131的縫隙的存在和不存在的一個輸出信號。光敏器件132包含在具有隙盤131的外殼133中而受到保護，免遭由破壞和/或灰塵引起的污染以及損害。
光敏器件132的輸出由比較器134二進制化。比較器134不僅簡單地把光敏器件132的輸出與一個基準值比較以便輸出高電平和低電平的信號，而且僅當該光敏器件132的輸出在兩個基準值之間改變時切換該輸出信號的高電平和低電平，因此避免由于顫動引起的錯誤動作。
從比較器134輸出的一個脈沖信號被輸入到一個控制部分124和一個十六進制計數器135。
每次從該比較器134輸入單一脈沖信號，計數器135都在數值0-15的范圍中計數；并且在數值達到15之后，在下一個計數的時刻該計數器135初始化該數值為0，并且按照4比特的一個二進制數以0到15的范圍輸出該數值循環。而且，當從控制部分124輸入清除信號時，計數器135初始化該計數值，使得該數值為0。
一個4輸入/4輸出代碼轉換器136從計數器135得到四個比特的計數值，轉換該計數值為四比特的代碼，并且輸出該代碼。這些計數值和代碼之間的關系在圖8的代碼表81中示出。在此處，表示從代碼轉換器136輸出的這些代碼的4比特被稱為P比特、Q比特、P的反向比特和Q的反向比特。輸入到該代碼轉換器136的離散值不由4比特的實際的二進制數表示，而是由十進制數表示。
如從代碼表81中所見，表示從代碼轉換器136輸出的代碼的每一比特為通過劃分從比較器134輸出的一個脈沖信號的周期獲得的，使得其為1/16。來自代碼轉換器136的P比特和Q比特的相位相對于從比較器134輸出的脈沖信號彼此偏移了四個周期。同樣，來自代碼轉換器136的其它P反向比特和Q反向比特的相位相對于從比較器134輸出的脈沖信號彼此偏移了四個周期。
數據選擇器137輸入來自控制部分124的3比特的一個選擇信號以及四個比特，即P比特、Q比特、P反向比特和Q反向比特，根據該選擇信號在P比特、Q比特、P反向比特和Q反向比特之中選擇兩個比特，并且把這些選擇的比特作為A相電流命令和B相電流命令輸出。A相和B相電流命令被加到驅動部分121，并且電流命令的電流被加到A相定子126和B相定子127，從而轉動該轉子129。
表示選擇信號的三個比特的具體內容是旋轉方向數據CW(1比特)和電動機初始狀態數據CH(2比特)。
當步進電動機125順時針方向旋轉時該旋轉方向數據CW表示″1″，而當反時針方向旋轉時表示″0″。
電動機初始狀態數據CH表示當第一工作方式結束時所在的時間點的步進電動機125的A相定子126和B相定子127的一個激勵狀態。在第一工作方式中由微步驅動把步進電動機125設置在單相位激勵狀態之后，實施第二工作方式的驅動控制。在第一工作方式中的單相位激勵相位包括四個狀態，即僅A相定子126在正方向被激勵的狀態、僅B相定子127在正方向被激勵的狀態、僅A相定子126在反方向被激勵的狀態和僅B相定子127在反方向被激勵的狀態。根據實施的到第二工作方式的切換的狀態，以上述順序，該電動機初始狀態數據CM具有″1″、″2″、″3″和″4″的值。
在電動機初始狀態數據CM和旋轉方向數據CW以及由數據選擇器137選擇并且輸出的兩個比特之間的對應關系在圖9的表82中示出。在表82中，電動機初始狀態數據CM不是由實際4比特的二進制數表示，而是由十進制數表示。
隨后描述具有這種結構的一個步進電動機的運行。
首先，控制部分124確定步進電動機125的轉子129的旋轉方向。例如，該旋轉方向設置為一個順時針方向。然后，在第一工作方式由微步驅動設置單相位激勵狀態，以便旋轉該步進電動機125的轉子129到所說的狀態的位置。
單相位激勵狀態包括如上所述的四個狀態類型。但是，轉子129的位置通常還包括四個位置，當轉子129從靜止位置沿確定的旋轉方向旋轉時，轉子129首先達到第一個位置。在此處，是其中只有A相定子126以正方向被激勵的狀態的位置。
在單相位激勵狀態被保持1-2ms之后，控制部分124輸出一個清除信號到計數器135，以使計數值變成0。此外，控制部分124把電動機初始狀態數據CM和旋轉方向數據CW輸出到數據選擇器137。
其中，電動機初始狀態數據CM設置在″1″，以使順時針方向旋轉，并且旋轉方向數據CW設置在″1″，以便從只有A相定子126在正方向中被激勵的狀態開始驅動。直到轉子129從第一工作方式轉換到第二工作方式，即從高速運行狀態轉換到一個旋轉角控制狀態，這些數據值被一直保持。
當″1″設置在電動機初始狀態數據CM并且″1″被設置在旋轉方向數據CW時，如從表82看到，從數據選擇器137輸出的A相電流命令和B相電流命令是P比特和Q比特。而且，在計數器135的計數值被清除之時，如代碼表8 1中所示，A相電流命令和B相電流命令(P比特和Q比特)都變成″0″(低電平)。此時，工作方式狀態變成第二工作方式狀態，并且A相電流命令和B相電流命令的電流從驅動部分121提供到A相定子126和B相定子127，從而該轉子129從單相位激勵狀態的靜止位置以順時針方向旋轉。
在轉子129的旋轉以第二工作方式開始之后，每當轉子129旋轉4.5°角，都從二進制計數器134輸出一個脈沖信號。當輸出第二周期的一個脈沖信號時，計數器135的計數值變成″2″，并且該A相電流命令變成″1″(高)。隨后，從該二進制計數器134輸出的脈沖信號的每八個周期，該A相電流命令變化一次。同樣，二進制計數器134的第六周期的一個脈沖信號被輸出，該計數器135的計數值變成″6″，并且該B相電流命令變成″1″。隨后，每八個從該二進制計數器134輸出的脈沖信號周期，B相電流命令變化一次。
就是說，A相電流命令和B相電流命令是根據單相位激勵狀態的旋轉方向和靜止位置在P比特、Q比特、P反向比特、Q反向比特當中選擇的，以及響應轉子129的旋轉從二進制計數器134輸出的脈沖信號的每八個周期而更新，同時保持從該二進制計數器134輸出的脈沖信號的四個周期的相位差。
A相電流命令和B相電流命令的各自電流被連續地提供到A相定子126和B相定子127，從而該轉子129持續以順時針方向旋轉。A相定子126響應A相電流命令″1″或″0″以正方向或反方向激勵，而B相定子127響應B相電流命令″1″或″0″以正方向或反方向激勵。因此，A相定子126和B相定子127被激勵，同時分別一致地保持與該轉子的角位置的一個確定關系，并且不因為負載的突然增加等原因使得旋轉失去同步。
轉子129有時通過微步驅動控制在任何旋轉角，以及由上述四個單相位激勵狀態控制在四個旋轉角度。就是說，按照熟知的方式，通過適當地調整A相定子126和B相定子127的每一個電流。該轉子129有時被靜止在任何其它旋轉角。
在該傳統裝置中，當轉子129從在任何旋轉角的靜止狀態旋轉時，需要通過第一工作方式轉換到第二工作方式。因此，由于當第一工作方式開始時該轉子129通過該微步驅動從任何旋轉角旋轉到單相位激勵模式的旋轉角，所以該旋轉需要某些額外的時間。
而且，轉子129的單相位激勵狀態必須被保持一個確定的期間，直到轉子129的旋轉角成為穩定的旋轉角為止，這是由于在轉子129和定子126和127的每一個之間的磁力起到一種彈性力的作用，這種彈性力和轉子129的質量形成一種振蕩系統，并且當該轉動的轉子129在任何旋轉角停止時都在轉子129中出現振動。運行在一個確定的期間處于待命狀態，直到這種振動降低以及轉子129的旋轉角成為穩定為止。由于即使當編碼器128的輸出被計數器135計數以便檢測轉子129的旋轉角時，在該轉子129振動同時轉子129交替地沿順時針方向和反時針方向旋轉，所以這種檢測的旋轉角包括相對于轉子129的實際的旋轉角一個大誤差。因此有必要等待用于初始化該計數器135的計數值的清除信號的輸出，直到阻尼衰減振動完全平靜下來為止。這一周期大約是10-20ms，在對于針對步進電動機125的某些應用中，這不是一個可以忽略的時間長度。例如，當步進電動機125被用于典型的CD-ROM裝置時，光頭被該步進電動機125沿著盤的半徑方向移動，就會出現屬于是很長的10-20ms的準備期。
而且，當該步進電動機125被用于一個光盤裝置、并且光頭的聚焦由該步進電動機125控制時，轉子129移動該光頭的阻尼衰減振動將從而不利地影響該光頭的半徑位置伺服。
因此，本發明的提出旨在上述傳統問題的解決，并且本發明的目的是提供用于步進電動機的一個控制設備，能夠在極短的周期之內從任何旋轉角轉動一個轉子而沒有轉子的振動，以及提供采用針對該步進電動機的控制設備的光頭驅動設備。
發明的公開為了解決上述傳統的問題，本發明的用于步進電動機的一個控制設備包括一個步進電動機，包括其中一個磁極沿著圓周方向形成一個確定角的轉子、一個多相位勵磁線圈、用于檢測該轉子旋轉角的旋轉角檢測裝置、用于根據轉子的每一旋轉角而設置該勵磁線圈的每一驅動電流的驅動電流設置裝置；以及控制裝置，通過在微步驅動狀態中的該驅動電流設置裝置獲得對應于由該旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角的勵磁線圈的驅動電流，以便控制該轉子的旋轉角，并且把該驅動電流施加到該勵磁線圈，從而轉換該轉子到該轉子的一個旋轉驅動狀態。
在一個實施例中，驅動電流設置裝置具有第一數據表，其中存儲對應在微步驅動狀態中的該轉子的每一旋轉角的該勵磁線圈的每一驅動電流，以及一個第二數據表，其中存儲對應在旋轉驅動狀態中的該轉子的每一旋轉角的該勵磁線圈的每一驅動電流，并且該控制裝置從該第一數據表中獲得對應于由在微步驅動狀態中的旋轉角檢測裝置檢測的該轉子旋轉角的一個驅動電流，并且把該驅動電流加到該勵磁線圈，從而開始對該轉子的旋轉的驅動，并且隨后該控制裝置從第二數據表中獲得被加到勵磁線圈且已經由該旋轉角檢測裝置檢測的對應于該轉子的旋轉角的一個驅動電流，并且把該驅動電流加到該勵磁線圈，從而繼續該旋轉。
在一個實施例中，旋轉角檢測裝置包括一個第一旋轉角檢測裝置，用于檢測對應該勵磁線圈的驅動電流的轉子旋轉角，以及一個包括連接到該轉子的一個編碼器的第二旋轉角檢測裝置，由該第一旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角被用于從第一數據表獲得該勵磁線圈的一個驅動電流，并且由該第二旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角被用于從該第二數據表獲得該勵磁線圈的一個驅動電流。
在一個實施例中，該控制裝置設置從由第一數據表獲得的驅動電流被加到該勵磁線圈一個旋轉開始時間點到由第二數據表獲得的驅動電流開始被加到該勵磁線圈的一個時間點的該轉子的旋轉角，并且該設置的轉子旋轉角由該第二旋轉角檢測裝置檢測。
在一個實施例中，第一旋轉角檢測裝置具有一個旋轉角數據表，其中存儲對應于勵磁線圈的驅動電流的該轉子的旋轉角。
而且，本發明的用于步進電動機的一個控制設備包括一個步進電動機，包括其中一個磁極沿著圓周方向形成一個確定角的轉子和一個多相位勵磁線圈，每次該轉子旋轉一個預定的角時用于輸出一個周期信號的旋轉角檢測裝置，用于設置針對每一分割頻率的勵磁線圈的驅動電流的驅動電流設置裝置，用于對來自該旋轉角檢測裝置的周期信號進行劃分以便獲得一個分割頻率的控制裝置，該驅動電流是在每一分割頻率從第二數據表中獲得的，并且把該驅動電流加到該勵磁線圈，以便驅動和旋轉該轉子，從而根據轉子的旋轉速度改變周期信號的劃分比例。
而且，本發明用于一個光頭的驅動設備，其通過一個步進電動機驅動用于在一個記錄介質中進行記錄或從該記錄介質進行再現的一個光頭，該步進電動機包括其中的磁極沿著圓周方向形成一個確定角的一個轉子和一個多相位勵磁線圈，該驅動設備包括用于驅動和控制該步進電動機的一個控制設備，其中該控制設備包括用于檢測該轉子的一個旋轉角的旋轉角檢測裝置、用于根據該轉子的每一個旋轉角度設置該激勵線圈的每一驅動電流的驅動電流設置裝置、用于獲得對應于由在微步驅動狀態中的旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角的該激勵線圈的驅動電流且其中該轉子的旋轉角是由該驅動電流設置裝置所控制并且把該驅動電流加到該激勵線圈從而轉換該轉子到轉子的一個旋轉驅動狀態的控制裝置。
附圖簡要描述

圖1所示根據本發明的步進電動機的控制設備以及用于一個光頭的驅動設備示例的框圖。
圖2是一個示意圖，表示存儲對應于在圖1的步進電動機的控制設備中的A相電流和B相電流的轉子旋轉角度的旋轉角數據表。
圖3是一個示意圖，表示當轉子的旋轉開始之時在圖1的步進電動機的控制設備中存儲A相電流和B相電流的第一數據表。
圖4是表示一個切換定時數據表的示意圖，其中存儲圖1的步進電動機的控制設備從一個第二工作方式切換到一個第三工作方式的定時的數據表。
圖5是一個示意圖，表示存儲圖1的步進電動機的控制設備中轉子轉動時A相電流和B相電流的第二數據表。
圖6是表示圖1的步進電動機的結構的簡化示意圖。
圖7是傳統的步進電動機的一個控制設備。
圖8是表示在圖7的步進電動機的控制設備中的一個代碼表的示意圖。
圖9是表示圖7的步進電動機的控制設備中的一個數據表的示意圖。
實現本發明的最佳模式以下參照附圖描述本發明的一個實施例。
圖1是根據本發明的一個步進電動機控制設備和用于一個光頭的驅動設備的實例。在本實施例中，用于一個光頭的驅動設備2的光頭54通過步進電動機的控制設備的步進電動機25傳動。
在光頭的驅動設備2中，導引螺桿51被連接到步進電動機25的一個轉子軸30，并且由固定在底盤53或其它的軸承52作旋轉性支持。該導引螺桿51的凹槽的間距是例如3毫米。光頭54包括一個激光二極管、光電檢測器、透鏡、透鏡調節器等等，用于以一個激光束照射光盤55，從而使得在光盤55中光學地記錄信息以及從該光盤55讀取信息。一個導軸57穿透該光頭54，并且一個螺母件56固定在該光頭54。螺母件56與導引螺桿51相關并且在圖的右邊或左邊與該導引螺桿51緊靠，由此消除了該螺桿的擺動。當導引螺桿51被步進電動機25旋轉時，該光頭54響應該旋轉而線性地往復運動。光盤55被主軸電動機58旋轉。
當信息記錄在光盤55中或從該光盤讀取時，光頭54追蹤該光盤55的一個磁道。光盤55的相鄰磁道之間的間距是微細的，例如大約1μm。因此，為了使得來自光頭54的激光束輻照點正確地跟隨該磁道，用于精確地調整激光束的位置的一個跟蹤調節器安裝在該光頭54上。
而且，能夠由該跟蹤調節器傳動的激光束的輻照點的的范圍是小的。例如，在一個用于可重寫光盤的一個記錄/再現裝置中，其能夠傳動的范圍大約是±50μm。因此，通過轉動步進電動機25以便精確地調整光頭的位置，捕獲在能夠由跟蹤調節器傳動的激光束輻照點范圍之內的一個目標軌道。
其中使用的步進電動機25是雙相位PM型，并且由此由雙相位激勵的步進角是18°。當步進電動機25是由雙相位激勵驅動時，連接到轉子軸30的導引螺桿51每次旋轉一個18°的步進角。而且，導引螺桿51的凹槽間距是3mm。在此情況中，導引螺桿51由雙相位激勵一個18°的步進角，該光頭54移動150μm。因此，只要該步進電動機25被雙相位激勵驅動，該光頭54針對每一運動而移動150μm。因此，該目標軌道可以不必在能夠由跟蹤調節器傳動的激光束的輻照點的±50μm的范圍之內。
所以，通過微步驅動該步進電動機25，該步進電動機25的一個轉子29的旋轉角被精確地調整到小于18°。從而漸漸移動該光頭54，以使該目標軌道是在能被傳輸的激光束的輻照點的±50μm的范圍之內。
在使用微步驅動的情況中，當連接到轉子軸30的導引螺桿51被旋轉一個微步(1.125°)時，其中的18°的步進角被分成十六個相等的片段。光頭54移動9.375μm，從而該目標軌道是在±50μm的范圍中。
如上所述，用于該光頭的驅動設備2不僅通過雙相位激勵把該轉子29旋轉一個18°的步進角，而且還可以通過微步驅動把該轉子29旋轉一個更小的角，以便保持在能傳輸的激光束的輻照點的±50μm的范圍中的目標軌道。
從目前正被掃描的一個磁道移動光頭54到另外一個磁道被稱為查找。當實施查找時，在該光盤55中的目前在存取的一個位置的地址由光頭54讀取，并且從當前位置的地址和目標位置的地址獲得運動的方向和距離，從而確定如何移動該光頭54。
例如，當運動的距離非常短時，如在其中僅存在幾個磁道，光頭僅由該跟蹤調節器傳動而沒有步進電動機25的轉子29的轉動。
當運動距離是大約1mm時，步進電動機25的轉子29由微步驅動漸漸旋轉，從而把來自光頭54的激光束的輻照點傳輸到目標軌道的鄰近。
而且，當運動距離是長距離時，該步進電動機25的轉子29被以高速旋轉，從而迅速地傳輸光頭54。
在本實施例中，即使在其中步進電動機25的轉子29如稍后將被描述那樣由微步驅動在任何旋轉角的情況中，該轉子29也能被迅速地以高速率方式旋轉。因此，當轉子從微步驅動到一個高速率旋轉轉換時沒有時差出現。另一方面，在先前描述的傳統裝置中，轉子129被從任何旋轉角旋轉到在單相位激勵狀態中的一個旋轉角，并且等待到轉子129的該旋轉角成為穩定為止；隨后轉子129被以高速率驅動。因此，在從微步驅動到高速率旋轉驅動的驅動轉換的同時出現較大的時差。
在根據本實施例用于該光頭的驅動設備2中，順序地設置第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式，并且該步進電動機25根據這些工作模式驅動和控制。在第一工作模式中，選擇微步驅動部分16，并且來自微步驅動部分16的一個輸出被通過命令選擇器12加到驅動部分21，從而該步進電動機25由驅動部分21微步驅動。在第二工作模式中，選擇一個強制驅動部分15，來自強制驅動部分15一個輸出通過命令選擇器12加到驅動部分21，從而該驅動部分21強制地驅動步進電動機25，即以微步驅動的任何旋轉角開始該轉子29的高速旋轉。而且在第三工作模式中，選擇驅動型式產生部分13，并且來自驅動型式產生部分13的一個輸出通過命令選擇器12被加到驅動部分21，從而該驅動部分21繼續步進電動機25的高速旋轉。
驅動部分21包括彼此獨立的A相電流驅動器22和B相電流驅動器23。通過命令選擇器12，該A相電流驅動器22和B相電流驅動器23分別地被提供一個A相電流命令和一個B相電流命令，以便形成用于當前命令的電流。這些電流被提供到一個A相定子26和一個B相定子27，從而驅動該步進電動機25。具體地說，A相電流驅動器22和B相電流驅動器23包括用于轉換數字數據的D/A轉換器，分別地把表示A相電流命令和B相電流命令的數字數據轉換成模擬信號，以及一個用于放大和輸出每一個模擬信號的放大器。
步進電動機25為雙相位PM型，并且該雙相位激勵步進角為18°。步進電動機25包括一個永久磁鐵制成的轉子，其中N極和S極以每72°極化，并且在一圓周中五個極被極化用于N極和S極，和雙相位激勵線圈，包括A相定子26和B相定子27，A相定子26和B相定子27包括軛鐵，其中N極和S極以每72°極化，并且沿著一個圓周分別形成用于N極和S極的五個極，并且這些軛鐵圍繞轉子29放置。A相定子26的每一磁極和B相定子27的每一磁極都彼此相對偏移18°。
以每4.5°的角形成縫隙的隙盤31(在一個導電角(electricangle)為22.5°中，稍后將被描述)被固定在一個轉子軸30。以4.5°的角間距形成該隙盤31的縫隙，該縫隙被設置為72°角(360°的一個導電角)的一個間距的1/(整數)，以此形成每一個磁極(在此處是1/16)。尤其是，由于步進電動機25的相位數目是雙相位，所以確定4.5°的一個角的間距以此形成每一縫隙，以便使得1/(2的倍數)關系被確定，即滿足1/16＝1/(2×8)。
光敏器件32包括一個在光發射側的LED和在光接收側的一個光電晶體管，該光敏器件是透明型的，其中的LED和光電晶體管被定位在該隙盤31的兩側。光電晶體管通過隙盤31的縫隙接收來自LED的光輸出，從而檢測隙盤31的縫隙。響應該隙盤31的縫隙的存在和不存在，該光電晶體管輸出一個信號。光敏器件32連同隙盤31一起被包含在一個外殼33中，從而免受由破裂和/或灰塵引起的損害。
來自光敏器件32的輸出由比較器34二進制化。比較器34不僅只是把光敏器件32的輸出與一個參考值比較以便輸出一個高電平和一個低電平信號，而且僅當該光敏器件32的輸出在兩個參考值之間改變時才切換該輸出信號的高電平和低電平，從而避免由于顫動引起的誤動作。
來自比較器34的脈沖信號輸出被輸入到一個控制部分11和一個驅動型式產生部分13。
在已經描述的第一工作模式中，微步驅動部分16實施微步驅動，其中A相電流命令和B相電流命令響應從控制部分11提供的目標旋轉角隨著A相電流驅動器22和B相電流驅動器23而被改變。而且，流入A相定子26和B相定子27的電流之間的比例被改變，從而轉動該轉子29設置在該目標旋轉角。該目標旋轉角由高分辨率控制。
在轉子29的旋轉角和電流比之間的關系取決于磁路和步進電動機25的荷載狀態。用于把轉子29定位在每一個平衡配置的旋轉角度的A相電流命令和B相電流命令被獲得。數據表預先準備，其中該A相電流命令和B相電流命令被記錄，以便對應于每一個旋轉角度。從該數據表讀取對應于一個確定的旋轉角的一個A相電流命令和B相電流命令。另外，用于獲得對應于該旋轉角的A相電流命令和B相電流命令的函數被預先準備，根據該函數制訂對應于一個確定旋轉角的A相電流命令和B相電流命令。例如，當由雙相位激勵的18°的步進角(90°)被分成十六個相等的角度、并且該轉子29由其旋轉角是1.125°(5.625°的一個導電角)的微步旋轉時，該的設計使得A相電流命令和B相電流命令被產生用于微步命令的16個級別(比特)，然后，表示A相電流命令和B相電流命令的8比特被遞增或遞減，從而以一個確定的旋轉角轉動和控制該步進電動機25。
這種微步驅動是根據熟知的技術實施的。
當導電角被表示為θ、并且該轉子29的一個實際角被表示為θ時，在導電角θ和實際的角θ之間的關系由下列表達式(1)表示θ＝θ/5+72N...(1)其中N是從0到4的整數的任意一個。
以下只要沒有特定說明，由導電角表示全部角度。
正如前面提到的那樣，在第一工作模式以后，強制驅動部分15實施第二工作模式的強制驅動。根據從控制部分11得知的在第一工作模式中的該轉子29的一個旋轉角Θ，強制驅動部分15設置對應于該A相電流驅動器22和該B相電流驅動器23設置A相電流命令和B相電流命令。
一個角位置檢測部分14檢測在該第一工作模式中流到A相定子26和B相定子27的A相電流命令和B相電流命令、確定每一個電流是否正或負、獲得電流之間的比例、通過參考結合在該角位置檢測部分14中的圖2表示的旋轉角數據表61而獲得該轉子29的旋轉角Θ，并且把該旋轉角Θ通知到控制部分11。
在旋轉角數據表61和將被描述的數據表62、63和64中，當只有A相定子26被正方向激勵時旋轉角是0°，并且由其中以順時針方向是正方向的一個導電角表示。
在該旋轉角數據表61中，提供對應于A相定子26的A相電流的正和負以及B相電流的正和負的四個部分，并且在每一個部分中設置對應于在A相電流和B相電流之間的一個電流比的旋轉角。
例如，當A相電流和B相電流都是正并且該A相電流和該B相電流之間的電流比是″1″時，旋轉角Θ是45°。
旋轉角Θ對于電流比的這種關系是步進電動機固有的。因此，當步進電動機的結構改變時，旋轉角數據表61的內容需要改變。而且，當步進電動機的特性由于在制造中的誤差等原因而變化時，盡管步進電動機的結構相同，其也需要測定該數據表的內容并且針對每個步進電動機設置。
控制部分11把對應于轉子29在第一工作模式中的的旋轉角Θ的旋轉方向和光頭54的運動方向通知到該強制驅動部分15。強制驅動部分15參考圖3中示出的結合在該強制驅動部分15中的第一數據表62，讀取對應于轉子29的旋轉角Θ的一個A相電流命令和一個B相電流命令，并且把這些電流命令加到A相電流驅動器22和B相電流驅動器23。
在該第一數據表62中，針對轉子29的每一個順時針方向和反時針方向設置四個旋轉角范圍，并且針對每一旋轉角范圍設置A相電流命令和B相電流命令。因此，有八對A相電流命令和B相電流命令被設置。
例如，當通過在第一工作模式中的微步驅動使得轉子29的旋轉角Θ是在0°＜Θ＜90°的范圍內、并且轉子29以第二工作模式強制驅動順時針方向旋轉時，用于″反方向激勵A相位、并且正方向激勵B相位″的命令，即用于反方向激勵該A相定子26的一個A相位命令、以及反方向激勵該B相定子27的一個B相位命令被選擇。當由A相電流命令和B命令表示的一個A相電流和B相電流被提供到該A相定子26和B相定子27時，在順時針方向中出現一個大的旋轉扭矩，從而開始從旋轉角Θ高速運行。
就是說，在該第二工作模式中，對于在第一工作模式中的旋轉角Θ的轉子29的每一磁極，由A相電流和B相電流適當地激勵的A相定子26和B相定子27的磁力生效，引起轉子29在預定的方向產生一個大的旋轉扭矩，從而開始該轉子29的高速運行。在此，用于進一步轉動該轉子29到一個相對于在第一運行角中的旋轉角超前45°-135°的旋轉角的A相電流命令和B相電流命令被從該第一數據表62中選擇。因此，不管在其開始旋轉以前該轉子29的旋轉角如何，該轉子29都能以基本上最大的扭矩啟動而同時避免死點。
運行型式產生部分13用于在第二工作模式之后實施第三工作模式，從而繼續該步進電動機25的高速運行。
控制部分11參考在圖4中示出的結合在控制部分11中的切換定時數據表63，并且設置一個定時，以便從第二工作模式切換到第三工作模式。
在該切換定時數據表63中，設置用于順時針方向和反時針方向的對應于四個旋轉角范圍的計數值。這些旋轉角范圍的獲得方式是，360°的旋轉角被分成22.5°的十六個小旋轉角范圍，并且這些小旋轉角范圍被組合成包括四個互相偏移90°的小旋轉角范圍的四個組。
例如一個旋轉角范圍″0°+n×90°≤Θ＜22.5°+n×90°，n＝0-3″，包括四個小旋轉角0°-22.5°、90°-112.5°、180°-202.5°、270°-292.5°。
控制部分11參考該切換定時數據表63，并且選擇在該第二工作模式中的轉子29的旋轉方向以及在第一模式中的對應于轉子29的旋轉角Θ的一個計數值。控制部分11控制該強制驅動部分15，從而起動第二工作模式。當第二工作模式被啟動時，轉子29旋轉，從而比較器34輸出一個脈沖信號。控制部分11開始計數來自比較器34的脈沖信號，并且當該計數值達到從切換定時數據表63中選擇的計數值時，指示該驅動型式產生部分13啟動該第三工作模式。
例如，當在該第二工作模式中該轉子29的旋轉方向是順時針方向、并且轉子29在第一工作模式中的旋轉角Θ是在一個旋轉角范圍″0°+n×90°≤Θ＜22.5°+n×90°，n＝0-3″中時，則從該切換定時數據表63選擇一個計數值，轉子29在第二工作模式中強制驅動旋轉；并且，當該脈沖信號的計數值達到″4″時，啟動第三工作模式。另外，當在第一工作模式中該轉子29的旋轉角Θ是在旋轉角范圍″22.5°+n×90°≤Θ＜45°+n×90°，n＝0-3″時，從切換定時數據表63中選擇計數值3，轉子29在第二工作模式中通過強制驅動旋轉；并且當脈沖信號的計數值達到″3″時，啟動第三工作模式。
結果是，從該第二工作模式切換到該第三工作模式時該轉子29的旋轉角被規定為0°、90°、180°、270°和360°中任何一個。
而且，驅動型式產生部分13從控制部分11得知第一工作模式中的轉子29的旋轉角Θ以及在第二工作模式中的轉子29的旋轉方向。該驅動型式產生部分13參考圖5中示出的、結合在驅動型式產生部分13中的第二數據表64，并且從第二數據表64讀取A相電流命令和B相電流命令，并且把該電流命令加到該A相電流驅動器22和B相電流驅動器23。
在第二數據表64中，設置用于該轉子29的順時針方向和反時針方向的四個旋轉角范圍。對于每一旋轉角范圍，設置如下A相電流命令和B相電流命令僅在從第二工作模式切換到第三工作模式之后(在當第三工作模式啟動時的一個時間點)；在切換之后，當從比較器34輸入第三脈沖信號時的A相電流命令和B相電流命令；當第七脈沖信號從比較器34輸入時的A相電流命令和B相電流命令；當第十一脈沖信號輸入時的A相電流命令和B相電流命令；以及，當第十五脈沖信號輸入時的A相電流命令和B相電流命令。
例如，在第一工作模式中的轉子29的旋轉角Θ是在范圍0°≤Θ＜90°的情況中，轉子29在第二工作模式中通過強制驅動順時針方向旋轉，用于反方向激勵A相定子26的A相電流命令和用于反方向激勵B相定子27的B相電流命令正好在從第二工作模式切換到第三工作模式之后(當該第三工作模式啟動時時間點)被選擇；當從比較器34輸入第三脈沖信號時，用于正方向激勵A相定子26的A相電流命令和用于反方向激勵B相定子27的B相電流命令被選擇；當第七脈沖被輸入時、當第十一脈沖被輸入時、以及第十五的脈沖被輸入時，針對每一情況選擇A相電流命令和B相電流命令；并且進一步輸入四個脈沖信號時，當該第三脈沖信號被輸入時，返回到該A相電流命令和B相電流命令。隨后，每次輸入四個脈沖信號，當第七、第十一、第十五和第三脈沖信號輸入時，順序地選擇A相電流命令和B相電流命令。
就是說，在該第三工作模式中，為了在轉子29的旋轉已經由該第二工作模式中的強制驅動啟動之后繼續在該第一工作模式中從旋轉角Θ旋轉該轉子29，在第三工作模式啟動的旋轉角被檢測，并且在通過旋轉角的該點之后，A相電流命令和B相電流命令被以一個確定的旋轉角周期改變。
驅動型式產生部分13包括一個程序計數器等，其中來自比較器34的一個脈沖信號的頻率被分割和被計數，并且通過改變該分割頻率的比例，在第二數據表64中的該第三、第七、第十一和第十五的脈沖信號被檢測。就是說，在第三工作模式啟動的時間點，當來自該比較器34的三個脈沖信號被輸入到一個程序計數器時，該程序計數器通過計數而檢測三個脈沖信號的輸入。隨后，每四個來自比較器34脈沖信號被輸入到其中時，通過計數檢測第七、第十一、和第十五等等的脈沖信號的輸入。
以此方式，微步驅動部分16的以第一工作模式的微步驅動、強制驅動部分15的以第二工作模式的強制驅動以及驅動型式產生部分13的以第三工作模式的高速驅動被連續地實施。控制部分11控制該命令選擇器12，從而選擇從微步驅動部分16、強制驅動部分15、以及驅動型式產生部分13的任一個輸出的一個A相電流命令和一個B相電流命令，以便將它們加到驅動部分21。從第一工作模式到第二工作模式的切換的定時，即從微步驅動部分16的一個輸出切換到強制驅動部分15的輸出的定時由控制部分11確定。例如，當光頭54開始移動時，定時被設置在該時間點。在此定時，控制部分11指示命令選擇器12從微步驅動部分16切換到強制驅動部分15，從而起動該強制驅動部分15。而且，從第二工作模式到第三工作模式的切換定時，即從強制驅動部分15到該驅動型式產生部分13的一個輸出的切換的定時是如先前描述的當該第三工作模式開始時的時間點。在此時間的起點，控制部分11指示該命令選擇器12從強制驅動部分15切換到該驅動型式產生部分13，從而起動該驅動型式產生部分13。
隨后簡要地描述具有這種結構的一個步進電動機的一系列運行。
當步進電動機25試圖旋轉一個確定的或更大的旋轉角時，控制部分11首先確定步進電動機25的旋轉方向。在此，該旋轉方向是順時針旋轉。在此情況中，選擇第一工作模式，并且通過命令選擇器12把A相電流命令和B相電流命令從微步驅動部分16輸出到一個A相電流驅動器22和一個B相電流驅動器23。在通常的情況中，步進電動機的轉子29在任意旋轉角Θ中處于穩定態。
隨后，控制部分11把在該第一操作狀態中的轉子29的旋轉角Θ以及對應于該光頭54的一個移動方向的該轉子29的旋轉方向通知該強制驅動部分15。而且，控制部分11控制該命令選擇器12，把強制驅動部分15連接到A相電流驅動器22和B相電流驅動器23。在該第一工作模式中，強制驅動部分15參考第一數據表62并且讀取對應于旋轉角Θ的A相電流命令和B相電流命令。該當前命令被加到A相電流驅動器22和B相電流驅動器23，從而起動步進電動機25的旋轉。
隨后，控制部分11參考切換定時數據表63，并且設置一個定時，從第二工作模式切換到第三工作模式。在此定時點，控制部分11控制命令選擇器12，把驅動型式產生部分13連接到A相電流驅動器22和B相電流驅動器23。該驅動型式產生部分13參考第二數據表64，并且重復地從該第二數據表64獲取A相電流命令和B相電流命令，并且順序地把該A相電流命令和該B相電流命令加到該A相電流驅動器22和B相電流驅動器23。這將持續步進電動機25的旋轉。
在本實施例中，在步進電動機25開始旋轉之前的轉子29的旋轉角是由角位置檢測部分14檢測的。而且，在旋轉已經開始之后的旋轉角是通過以4.5°的分辨率(22.5°的導電角)計數從該比較器34輸出的脈沖信號而被檢測的。因此，在步進電動機25停頓時以及在其旋轉時都能精確檢測其旋轉角，因此能精確實施步進電動機25的旋轉角從暫停狀態到旋轉狀態的轉換控制。例如在第三工作模式開始時的一個時間點的A相電流命令和B相電流命令被設置，這些命令是用于讓轉子29轉動到相對于該A相電流命令以及B相電流命令在第二操作模式中旋轉方向的超前90°的一個位置，如在通常的雙相位激勵方案的情況。從第二工作模式到第三工作模式的切換是在步進電動機25的轉子29的旋轉角達到正好出現在所說的位置之前的一個超前角Ψ時實施的。隨后，步進電動機25的轉子29每次再進展90°的旋轉角，A相電流命令和B相電流命令都以A相電流命令和B相電流命令更新，使得轉子29旋轉到其已經前進90°的旋轉角的一個位置，從而預先借助一個實質上恒定超前角Ψ連續地驅動該轉子29。
下面參照圖6描述轉子29的驅動方法，該驅動方法用這種方式超前一個該超前角Ψ。圖6中，為了簡化描述，示出的轉子29僅包括一對N極和一個S極(實際在轉子29上形成有五個N極和S極對)，其中該轉子29旋轉360°的一個導電角(對應于實際旋轉角72°)，而且，參考數字44表示一個虛擬的S極而參考數字45表示脈沖信號的產生位置。
例如，當A相定子26被正方向激勵、并且B相定子27被正方向激勵時，構成磁場的虛擬的S極44出現在位置A＝+、B＝+。當A相定子26和B相定子27被激勵以便導致其它狀態時，構成磁場的虛擬的S極44以類似方式出現在不同的位置。
其中，轉子29的N極出現于其旋轉角Θ是0°的一個位置。在此情況中，根據第一數據表62，第二工作模式中的由強制驅動產生的命令是用于反方向激勵A相定子26的一個A相電流命令以及用于正方向激勵B相定子27的B相電流命令。在此情況中，虛擬的S極44出現在A＝-、B＝+的一個位置，并且超前角Ψ成為135°，因此開始轉子29的旋轉。
響應轉子29的旋轉，從比較器34輸出一個脈沖信號。在根據切換定時數據表63計數四個脈沖信號P1-P4時的一個時間點，工作模式從第二工作模式轉換到第三工作模式。命令值是一個用于以反方向激勵A相定子26的A相電流命令和以反方向激勵B相定子27的B相電流命令。在此情況中，虛擬S極44出現在一個A＝-、B＝-的位置，該位置相對于第二工作模式的位置超前90°，并且該超前角Ψ成為135°-157.5°，從而開始轉子29的旋轉。該超前角Ψ是在135°-157.5°的范圍之間，因為隙盤31和光敏器件32之間的位置關系是不可調整的。因此，從比較器34輸出的脈沖信號的相位在22.5°的范圍內變化。這種電平的變化不會明顯地影響步進電動機25的特性。
在第三工作模式中，轉子29進一步旋轉以便從比較器34輸出一個脈沖信號。在根據第二數據表64計數三個脈沖信號P5-P7時進行第一相位切換，命令成為用于在正方向激勵該A相定子26的A相電流命令和在反方向激勵B相定子27的B相電流命令。在此情況中，虛擬的S極44出現在位置A＝+、B＝-，位置相對于在第三工作模式開始時的一個時間點的虛擬S極44超前90°。另一方面，在此時間點，轉子29相對于在第三工作模式開始時的一個時間點的位置超前一個對應于三個脈沖信號P5-P7中每一個的角度，即67.5°。因此，在此時間點的超前角Ψ比在第三工作模式開始時的間點的超前角Ψ大22.5°導致157.5°到180°之間的超前角Ψ。這是對于當定子快速旋轉時由于該定子線圈的電感部件所引起的電流延遲的效果的補償。結果是，該轉子29被進一步旋轉以便從比較器34輸出一個脈沖信號。
而且在根據第二數據表64計數四個脈沖信號P8-P11時實施相位的第二切換，并且命令成為用于正方向激勵A相定子26的A相電流命令和反方向激勵B相定子27的B相電流命令。在此情況中，虛擬的S極44出現在A＝+、B＝+的一個位置，相對于在第三工作模式中在相位的第一切換時間點的S極44，該位置超前90°。另一方面，在此時間點，相對于在第三工作模式開始時時間點的一個位置，轉子29超前對應于四個脈沖信號P8-P11的每一個的一個角，即90°。因此，該超前角Ψ保持不變，導致在范圍157.5°和180°之間的超前角Ψ。
隨后，虛擬的S極44以相同的方式超前每個四個脈沖信號90°；因此，超前角Ψ不變地保持在157.5°和180°之間。
而且，在轉子29以順時針方向從旋轉角Θ＝45°旋轉的情況下，與從旋轉角Θ＝0°旋轉的情況一樣，根據該第一數據表62，在第二工作模式中的該強制驅動的命令變成用于反方向激勵A相定子26的A相電流命令和正方向激勵B相定子27的B相電流命令。在此情況中，虛擬的S極44出現在位置A＝-、B＝+，并且該超前角Ψ變成90°，從而轉子29開始旋轉。響應轉子29的旋轉，從比較器34輸出一個脈沖信號。在根據切換定時數據表63計數雙脈沖信號P3和P4的時間點，工作模式從第二工作模式轉換到第三工作模式。此時，轉子29的旋轉位置是與在從旋轉角Θ＝0°旋轉的情況相同。因此，隨后驅動過程是完全地與從旋轉角Θ＝0°旋轉的情況相同。
在本實施例中，用于實施第二驅動模式的強制驅動部分15和用于實施第三驅動模式的驅動型式產生部分13是分別地提供的。但是它們可以被集成，因為它們在根據來自比較器34和角位置檢測部分14的輸出而輸出一個命令都是相同的。另外，除了提供角位置檢測部分14，還可以把目標旋轉角設置在控制部分11中。就是說，在控制部分11中設置該轉子29的一個目標值。此目標旋轉角被加到微步驅動部分16。步進電動機25由該微步驅動部分16控制，以便旋轉該轉子29到目標旋轉角。轉子29的旋轉角由角位置檢測部分14檢測，從而該轉子29的旋轉角能被在控制部分11中檢測而無需專門提供角位置檢測部分14。另外，分別地對應于數據表61、62、63和64的函數可以事先設置，并且可以根據這些函數分別地獲得控制參數。
工業的適用性如上所述，根據本發明，一個轉子能從任意旋轉角啟動，因此不必要把轉子旋轉到一個通過單相位激勵的旋轉角。因此，不需要針對這種旋轉的額外時間。
而且，不必要象在傳統的方式中那樣借助單相位激勵保持轉子的旋轉角并且一直等待到轉子的振動降低。因此，當本發明的步進電動機被使用到一般的CD-ROM裝置等以便在盤的半徑的方向的10-20ms的范圍中傳動光頭時，對應于傳統的準備期能被消除。
而且，不象在傳統的裝置中那樣出現轉子的振動。因此當本發明的步進電動機被用于一個CD-ROM等裝置時，對光頭的聚焦伺服不會有不利影響。
而且，在本發明中，根據步進電動機的旋轉的速度，超前角Ψ被改變到一個最佳值，因此該步進電動機能夠從低速度旋轉到高速旋轉穩定地操作。因此，在采用該步進電動機的光盤裝置中，搜索周期等等能夠被大大減小。
權利要求
1.一種用于步進電動機的控制設備，包括步進電動機，包括其中一個磁極沿著圓周方向形成一個確定角的轉子和一個多相位勵磁線圈；旋轉角檢測裝置，用于檢測該轉子旋轉角；驅動電流設置裝置，用于根據轉子的每一旋轉角而設置該勵磁線圈的每一驅動電流；以及控制裝置，通過在微步驅動狀態中的該驅動電流設置裝置獲得對應于由該旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角的勵磁線圈的驅動電流，以便控制該轉子的旋轉角，并且把該驅動電流施加到該勵磁線圈，從而轉換該轉子到該轉子的一個旋轉驅動狀態。
2.根據權利要求1的用于步進電動機的控制設備，其中該驅動電流設置裝置具有一個第一數據表，在該表中存儲對應在微步驅動狀態中的該轉子的每一旋轉角的該勵磁線圈的每一驅動電流，以及一個第二數據表，其中存儲對應于旋轉驅動狀態中的該轉子的每一旋轉角的該勵磁線圈的每一驅動電流；并且該控制裝置從該第一數據表中獲得對應于在微步驅動狀態中由該旋轉角檢測裝置檢測的該轉子旋轉角的一個驅動電流，并且把該驅動電流加到該勵磁線圈，從而開始對該轉子的旋轉的驅動，并且隨后該控制裝置從第二數據表中獲得要被加到勵磁線圈且已經由該旋轉角檢測裝置檢測的、對應于該轉子的旋轉角的一個驅動電流，并且把該驅動電流加到該勵磁線圈，從而繼續該旋轉。
3.根據權利要求2的用于步進電動機的控制設備，其中旋轉角檢測裝置包括一個第一旋轉角檢測裝置，用于檢測對應該勵磁線圈的驅動電流的轉子旋轉角，以及一個由連接到該轉子的一個編碼器組成的第二旋轉角檢測裝置；由該第一旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角被用于從第一數據表獲得該勵磁線圈的一個驅動電流；并且由該第二旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角被用于從該第二數據表獲得該勵磁線圈的一個驅動電流。
4.根據權利要求3的用于步進電動機的控制設備，其中該控制裝置設置從由第一數據表獲得的驅動電流被加到該勵磁線圈的一個旋轉開始時間點到由第二數據表獲得的驅動電流開始被加到該勵磁線圈的一個時間點的該轉子的旋轉角；并且該設置的轉子旋轉角由該第二旋轉角檢測裝置檢測。
5.根據權利要求2的用于步進電動機的控制裝置，其中第一旋轉角檢測裝置具有一個旋轉角數據表，在該表中存儲對應于勵磁線圈的驅動電流的該轉子的旋轉角。
6.用于步進電動機的一種控制設備，包括步進電動機，包括其中一個磁極沿著圓周方向形成一個確定角的轉子和一個多相位勵磁線圈；旋轉角檢測裝置，用于在每次該轉子旋轉一個預定角時輸出一個周期信號；驅動電流設置裝置，用于設置針對每一分割頻率的勵磁線圈的各驅動電流；控制裝置，用于對來自該旋轉角檢測裝置的周期信號進行分割以便獲得一個分割頻率，該驅動電流是在每一分割頻率從第二數據表中獲得的，并且把該驅動電流加到該勵磁線圈，以便驅動和旋轉該轉子，從而根據轉子的旋轉速度改變周期信號的分割比例。
7.一種用于光頭的驅動設備，其通過一個步進電動機驅動用于在一個記錄介質中進行記錄或從該記錄介質進行再現的一個光頭，該步進電動機包括其中的磁極沿著圓周方向形成一個確定角的一個轉子和一個多相位勵磁線圈，該驅動設備包括用于驅動和控制該步進電動機的一個控制設備；其中該控制設備包括用于檢測該轉子的一個旋轉角的旋轉角檢測裝置；用于根據該轉子的每一個旋轉角度設置該激勵線圈的每一驅動電流的驅動電流設置裝置；用于獲得對應于在微步驅動狀態中由旋轉角檢測裝置檢測的該轉子的旋轉角的該激勵線圈的驅動電流，其中該轉子的旋轉角是由該驅動電流設置裝置所控制，并且把該驅動電流加到該激勵線圈，從而轉換該轉子到轉子的一個旋轉驅動狀態的控制裝置。
全文摘要
根據本發明的一個步進電動機的控制設備,在第一工作模式中,選擇一個微步驅動部分16,并且把該微步驅動部分16的輸出通過一個命令選擇器12加到驅動部分21,從而步進電動機25由該驅動部分21微步驅動。而且在第二工作模式中,選擇一個強制驅動部分15,并且強制驅動部分15的輸出通過命令選擇器12加到驅動部分21,從而該步進電動機25由驅動部分21強制驅動,即利用該微步驅動從任意旋轉角開始轉子29的高速旋轉。而且,在第三工作模式中,選擇驅動型式產生部分13,通過命令選擇器12把該驅動型式產生部分13的輸出加到驅動部分21,從而通過該驅動部分21繼續高速旋轉驅動該步進電動機25。
文檔編號G11B5/55GK1262810SQ99800331
公開日2000年8月9日 申請日期1999年1月21日 優先權日1998年1月23日
發明者川端透, 蟲鹿由浩, 塩谷雅美 申請人:松下電器產業株式會社