JP2001359298A - Stepping motor with temperature storage function - Google Patents

Stepping motor with temperature storage function

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JP2001359298A JP2000178112A JP2000178112A JP2001359298A JP 2001359298 A JP2001359298 A JP 2001359298A JP 2000178112 A JP2000178112 A JP 2000178112A JP 2000178112 A JP2000178112 A JP 2000178112A JP 2001359298 A JP2001359298 A JP 2001359298A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate reduction in cost, size and power consumption through reduction in number of parts by eliminating a space heater from a device utilizing a stepping motor, such as an electronic valve to be used in the cold region for the protection with heating under the electronic control. SOLUTION: The surface temperature of the stepping motor is detected by mounting a temperature sensor thereto. When detected temperature of this temperature sensor becomes equal to the prescribed temperature (for example, 0 deg.C or lower), a non-drive heating current which will not give changes to the rotating angle of the motor is supplied, under the control of power feeding condition to a drive coil. Thereby, since the drive coil generates heat due to Joule heating, under the condition that the stepping motor be in a stationary state, protection from heating of device can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、寒冷地等で使用
するバルブの開閉や位置決め制御などに用いて好適な、
保温機能付きステッピングモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is suitable for controlling the opening / closing and positioning of valves used in cold regions, etc.
The present invention relates to a stepping motor having a heat retaining function.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ステッピングモータを用い
て、バルブの開閉や位置決め制御などを行っている。図
12はステッピングモータを用いた電子バルブの要部を
示す一部破断側断面図である。電子バルブは空気バルブ
に比べ、空気源が不要であり、メンテナンス費用の削減
やシステムの大幅なコストダウンを図ることが可能とな
る。図12において、1はステッピングモータ、2はス
テッピングモータ1を駆動するための電子回路が構築さ
れた回路基板、3はステッピングモータ1や回路基板2
を覆うカバーである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a stepping motor has been used to control the opening / closing and positioning of a valve. FIG. 12 is a partially broken side sectional view showing a main part of an electronic valve using a stepping motor. An electronic valve does not require an air source as compared with a pneumatic valve, so that maintenance costs can be reduced and the cost of the system can be significantly reduced. In FIG. 12, 1 is a stepping motor, 2 is a circuit board on which an electronic circuit for driving the stepping motor 1 is built, 3 is a stepping motor 1 and a circuit board 2
Cover.

【0003】この電子バルブ100は、各種の用途に使
用され、その使用環境は様々である。例えば、雰囲気温
度が0℃以下となる環境で使用されることがある。この
場合、ステッピングモータ1が凍結して動作しなくなる
虞れがある。そこで、従来は、カバー3の内部にスペー
スヒータ4を設け、内部空間を電気的に暖めることによ
ってステッピングモータ1の凍結を防止していた。スペ
ースヒータ4は、常時通電、あるいはサーモスタットに
よりオン/オフさせる。
[0003] The electronic valve 100 is used for various purposes, and its use environment is various. For example, it may be used in an environment where the ambient temperature is 0 ° C. or less. In this case, the stepping motor 1 may freeze and stop operating. Therefore, conventionally, a space heater 4 is provided inside the cover 3 to electrically freeze the internal space to prevent the stepping motor 1 from freezing. The space heater 4 is always energized or turned on / off by a thermostat.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電子バルブ100によると、カバー3の内部にスペ
ースヒータ4を設けることによって部品点数が多くな
り、コストがアップする。また、カバー3の内部にスペ
ースヒータ4の設置空間を確保しなければならず、小型
化を促進することができない。また、スペースヒータ4
を常時通電、あるいはサーモスタットによりオン/オフ
させるというラフな温度制御を行っているので、消費電
力が大きい。また、スペースヒータ4によってカバー3
の内部空間を暖め、外側からステッピングモータ1へ熱
を加えるようにしているので、加熱効率が悪い。
However, according to such an electronic valve 100, the provision of the space heater 4 inside the cover 3 increases the number of parts and increases the cost. In addition, a space for installing the space heater 4 must be ensured inside the cover 3, so that downsizing cannot be promoted. Space heater 4
The power consumption is large because rough temperature control is performed such that power is constantly supplied or turned on / off by a thermostat. Further, the cover 3 is provided by the space heater 4.
Since the internal space is heated to apply heat to the stepping motor 1 from the outside, the heating efficiency is poor.

【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、寒冷地等で
使用する電子バルブなどのステッピングモータを用いた
機器からスペースヒータをなくし、電子制御による加熱
保護を行うことにより、部品点数を削減してコストダウ
ンや小型化を促進することが可能な、また正確な温度制
御や加熱効率を高めて消費電力を低減することの可能な
保温機能付きステッピングモータを提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to eliminate a space heater from a device using a stepping motor such as an electronic valve used in a cold region, etc. Heat protection by control reduces the number of parts and promotes cost reduction and miniaturization.Also, accurate temperature control and heat retention function that increases heating efficiency and reduces power consumption To provide a stepping motor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために請求項1に係る発明(第1発明)は、ステッピ
ングモータの周囲温度を検出する温度センサを設け、こ
の温度センサの検出温度が所定温度以下で、かつその駆
動コイルの全てを非通電状態としてステッピングモータ
が静止状態にある場合、ステッピングモータの駆動コイ
ルにこのモータの回転角度に変化を与えない非駆動加熱
電流を供給するようにしたものである。この発明によれ
ば、温度センサの検出温度が所定温度(例えば、0℃)
以下となると、その駆動コイルの全てを非通電状態とし
て静止状態にあるステッピングモータの駆動コイルに、
このモータの回転角度に変化を与えない非駆動加熱電流
が供給される。これにより、ステッピングモータが静止
したままの状態で、駆動コイルがジュール熱により発熱
する。なお、モータが回転中であれば、停止するまで待
って、加熱動作に入る(モータが回転中はモータ発熱が
あるので、加熱のための通電は不要)。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a temperature sensor for detecting an ambient temperature of a stepping motor. When the stepping motor is at a predetermined temperature or lower and all the drive coils are in a non-energized state and the stepping motor is in a stationary state, a non-drive heating current that does not change the rotation angle of the stepping motor is supplied to the stepping motor. It was made. According to the present invention, the temperature detected by the temperature sensor is a predetermined temperature (for example, 0 ° C.)
When the following conditions are satisfied, the drive coils of the stepping motor in a stationary state with all of the drive coils in a non-energized state,
A non-driving heating current that does not change the rotation angle of the motor is supplied. As a result, the drive coil generates heat due to Joule heat while the stepping motor remains stationary. If the motor is rotating, it waits for the motor to stop and then enters the heating operation (the motor generates heat while the motor is rotating, so it is not necessary to energize for heating).

【0007】請求項2に係る発明(第2発明)は、第1
発明において、温度センサの検出温度が予め定められた
過熱保護温度以上となった場合、例えモータが回転中で
あってもステッピングモータへの給電を規制するように
したものである。この発明によれば、温度センサの検出
温度が予め定められた過熱保護温度(例えば100℃)
以上となると、ステッピングモータへの給電が停止、ま
たは制限される。
[0007] The invention according to claim 2 (second invention) is the first invention.
In the present invention, when the temperature detected by the temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined overheat protection temperature, power supply to the stepping motor is regulated even when the motor is rotating. According to the present invention, the temperature detected by the temperature sensor is set to a predetermined overheat protection temperature (for example, 100 ° C.).
Then, the power supply to the stepping motor is stopped or limited.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図2は本発明に係る保温機能付きス
テッピングモータを使用した電子バルブの要部を示すブ
ロック図である。同図において、1はステッピングモー
タ、5はステッピングモータ1の回転軸に連結されたギ
ア機構、6は弁体に機械的に接続される出力軸、7はス
テッピングモータ1に取り付けられた温度センサ、8は
位置決め制御部、9はモータドライバ、10は直流電
源、11は温度検知・処理部、12は出力軸6の回転角
位置を検出する位置検出部である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 2 is a block diagram showing a main part of an electronic valve using a stepping motor with a heat retaining function according to the present invention. In the figure, 1 is a stepping motor, 5 is a gear mechanism connected to a rotating shaft of the stepping motor 1, 6 is an output shaft mechanically connected to a valve body, 7 is a temperature sensor attached to the stepping motor 1, Reference numeral 8 denotes a positioning control unit, 9 denotes a motor driver, 10 denotes a DC power supply, 11 denotes a temperature detection / processing unit, and 12 denotes a position detection unit that detects the rotation angle position of the output shaft 6.

【0009】一般に、ステッピングモータは、2つ以上
の駆動コイルを有している。図3にバイポーラ型ステッ
ピングモータの原理図を示す。図3において、1−1,
1−2は駆動コイルであり、駆動コイル1−1,1−2
に流れる電流の方向を予め定めた順序で変化させること
により、ロータ1−3を1ステップずつ回転させる。説
明を簡単にするために、本実施の形態におけるステッピ
ングモータ1は、このタイプのステッピングモータとす
る。
Generally, a stepping motor has two or more drive coils. FIG. 3 shows the principle of a bipolar stepping motor. In FIG. 3, 1-1,
1-2 is a drive coil, and the drive coils 1-1 and 1-2
The rotor 1-3 is rotated one step at a time by changing the direction of the current flowing through the rotor in a predetermined order. For simplicity of description, the stepping motor 1 in the present embodiment is this type of stepping motor.

【0010】図4にステッピングモータ1を2相励磁方
式で回転させる場合の励磁位相とコイル極性との関係を
示す。〜は励磁位相であり、AおよびBは駆動コイ
ル1−1の一端および他端、CおよびDは駆動コイル1
−2の一端および他端を示す。励磁位相では、駆動コ
イル1−1のAの極性を「+」、Bの極性を「−」、駆
動コイル1−2のCの極性を「+」、Dの極性を「−」
とする。励磁位相では、駆動コイル1−1のAの極性
を「+」、Bの極性を「−」、駆動コイル1−2のCの
極性を「−」、Dの極性を「+」とする。励磁位相で
は、駆動コイル1−1のAの極性を「−」、Bの極性を
「+」、駆動コイル1−2のCの極性を「−」、Dの極
性を「+」とする。励磁位相では、駆動コイル1−1
のAの極性を「−」、Bの極性を「+」、駆動コイル1
−2のCの極性を「+」、Dの極性を「−」とする。
FIG. 4 shows the relationship between the excitation phase and the coil polarity when the stepping motor 1 is rotated by the two-phase excitation method. Are excitation phases, A and B are one end and the other end of the drive coil 1-1, C and D are drive coils 1
2 shows one end and the other end. In the excitation phase, the polarity of A of the drive coil 1-1 is “+”, the polarity of B is “−”, the polarity of C of the drive coil 1-2 is “+”, and the polarity of D is “−”.
And In the excitation phase, the polarity of A of the drive coil 1-1 is “+”, the polarity of B is “−”, the polarity of C of the drive coil 1-2 is “−”, and the polarity of D is “+”. In the excitation phase, the polarity of A of the drive coil 1-1 is "-", the polarity of B is "+", the polarity of C of the drive coil 1-2 is "-", and the polarity of D is "+". In the excitation phase, the drive coil 1-1
The polarity of A is "-", the polarity of B is "+", and the driving coil 1
The polarity of C of -2 is "+", and the polarity of D is "-".

【0011】ステッピングモータ1の回転方向はコイル
極性の切換順序で制御する。回転速度はコイル極性の切
換速度で制御する。正転させるときは、,,,
,,・・・・という具合に、逆転させるときは
,,,,,・・・・という具合に、コイル
極性を切り換えて行く。
The rotation direction of the stepping motor 1 is controlled in the order of switching the coil polarity. The rotation speed is controlled by the switching speed of the coil polarity. When rotating forward, ,,,
To reverse the rotation, the polarity of the coil is switched in the order of, for example,.

【0012】ステッピングモータ1を正転させる場合、
AとCの極性に注目すれば、図5に示すようなタイムチ
ャートとなる。ステッピングモータ1を逆転させる場
合、AとCの極性に注目すれば、図6に示すようなタイ
ムチャートとなる。
When the stepping motor 1 is rotated forward,
Paying attention to the polarities of A and C, a time chart as shown in FIG. 5 is obtained. When the stepping motor 1 is rotated in reverse, paying attention to the polarities of A and C, a time chart as shown in FIG. 6 is obtained.

【0013】ここで、励磁コイル1−1への電流をI
1,励磁コイル1−2への電流をI2とすると、正転時
には図7に示すような電流I1,I2が励磁コイル1−
1および1−2へ流れる。I1はI2よりも位相が90
゜遅れている。逆転時には図8に示すような電流I1,
I2が励磁コイル1−1および1−2へ流れる。I1は
I2よりも位相が90゜進んでいる。停止時には、励磁
コイル1−1および1−2への電流I1,I2は遮断さ
れ、非通電状態とされる。ステッピングモータ1は、励
磁コイル1−1および1−2への電流I1,I2が遮断
されると、そのときの磁気的安定点で静止する。安定点
からずらそうとする外力に対しては強い反抗力を示す。
Here, the current to the exciting coil 1-1 is represented by I
Assuming that the current to the exciting coil 1-2 is I2, the currents I1 and I2 as shown in FIG.
Flow to 1 and 1-2. I1 has a phase 90 more than I2.
。I'm late. At the time of reverse rotation, the currents I1,
I2 flows to the exciting coils 1-1 and 1-2. I1 is 90 ° ahead of I2 in phase. During the stop, the currents I1 and I2 to the exciting coils 1-1 and 1-2 are cut off, and a non-energized state is set. When the currents I1 and I2 to the excitation coils 1-1 and 1-2 are cut off, the stepping motor 1 stops at the magnetically stable point at that time. It shows a strong reaction force against external force that is going to deviate from the stable point.

【0014】図9に回転(正転,逆転)・停止(静止)
が繰り返される場合の励磁コイル1−1および1−2へ
の電流I1,I2の供給例を示す。この例では、期間T
1において「逆転」、期間T2において「静止」、期間
T3において「正転」、期間T4において「静止」、期
間T5において「逆転」させている。この図からも分か
るように、通常、「静止」状態では、励磁コイル1−1
および1−2への電流が遮断され、非通電状態とされ
る。
FIG. 9 shows rotation (forward rotation, reverse rotation) and stop (stationary).
Shows an example in which currents I1 and I2 are supplied to excitation coils 1-1 and 1-2 in a case where is repeated. In this example, the period T
1, “reverse rotation”, “stationary” during period T2, “normal rotation” during period T3, “stationary” during period T4, and “reverse rotation” during period T5. As can be seen from this figure, normally, in the “stationary” state, the excitation coil 1-1
And the current to 1-2 is cut off, and a non-energized state is set.

【0015】本実施の形態では、このような基本原理に
従って動作するステッピングモータ1に対し、温度セン
サ7を取り付けている。温度センサ7はステッピングモ
ータ1の周囲温度としてその表面温度を検出する。ま
た、温度検知・処理部11を設け、温度センサ7の検出
温度を与えるようにしている。温度検知・処理部11
は、温度センサ7からの検出温度が0℃以下となった場
合、位置決め制御部8へ加熱指令を送る。
In the present embodiment, the temperature sensor 7 is attached to the stepping motor 1 which operates according to such a basic principle. The temperature sensor 7 detects the surface temperature of the stepping motor 1 as the ambient temperature. Further, a temperature detection / processing section 11 is provided so as to give a temperature detected by the temperature sensor 7. Temperature detection / processing unit 11
Sends a heating command to the positioning control unit 8 when the temperature detected by the temperature sensor 7 becomes 0 ° C. or less.

【0016】図1に温度検知・処理部11から位置決め
制御部8へ加熱指令が送られた場合の励磁コイル1−1
および1−2への電流I1,I2の供給例を示す。この
供給例では期間T4内のt0点で加熱動作が始まってい
る。
FIG. 1 shows an exciting coil 1-1 when a heating command is sent from the temperature detecting / processing unit 11 to the positioning control unit 8.
2 shows an example of supplying currents I1 and I2 to power supply lines 1-2 and 1-2. In this supply example, the heating operation starts at a point t0 in the period T4.

【0017】期間T1において、位置決め制御部8は上
位装置からの設定入力と位置検出部12からの検出入力
との偏差を求め、この偏差を零とするような位置決め制
御信号を生成し、モータドライバ9へ送る。モータドラ
イバ9は、位置決め制御部8からの位置決め制御信号を
受けて、位相が90゜ずれたデューティ比50%のパル
ス信号S1,S2を直流電源10へ送る。
In a period T1, the positioning control unit 8 calculates a deviation between the setting input from the host device and the detection input from the position detecting unit 12, generates a positioning control signal that makes this deviation zero, and generates a motor driver. Send to 9. The motor driver 9 receives the positioning control signal from the positioning control unit 8 and sends to the DC power supply 10 pulse signals S1 and S2 having a phase shift of 90 ° and a duty ratio of 50%.

【0018】モータドライバ9はパルス信号S1,S2
を常に生成している。パルス信号S1はパルス信号S2
よりも位相が90゜進んでいる。期間T1では、ステッ
ピングモータ1を逆転させるべく、出力端子9−1,9
−2からパルス信号S1,S2を出力する。このパルス
信号S1,S2を受けて、直流電源10からパルス信号
S1と同位相・同波形の電流I1が励磁コイル1−1へ
供給され、パルス信号S2と同位相・同波形の電流I2
が励磁コイル1−2へ供給される。これにより、,
,,という順序でコイル極性が切り換えられ、ス
テッピングモータ1が逆転する。
The motor driver 9 generates pulse signals S1 and S2
Is always generated. The pulse signal S1 is the pulse signal S2
The phase is advanced by 90 °. In the period T1, the output terminals 9-1 and 9 are set to rotate the stepping motor 1 in the reverse direction.
-2 to output pulse signals S1 and S2. In response to the pulse signals S1 and S2, a current I1 having the same phase and the same waveform as the pulse signal S1 is supplied from the DC power supply 10 to the exciting coil 1-1, and the current I2 having the same phase and the same waveform as the pulse signal S2 is provided.
Is supplied to the excitation coil 1-2. Thus,
,..., The coil polarity is switched in this order, and the stepping motor 1 rotates in the reverse direction.

【0019】期間T2において、位置決め制御部8は上
位装置からの設定入力と位置検出部12からの検出入力
との偏差が零となったことを確認し、モータドライバ9
へ停止指令を送る。これにより、モータドライバ9は、
直流電源10へのパルス信号S1,S2の送出を中断
し、直流電源10からステッピングモータ1への電流I
1,I2を遮断する。これにより、ステッピングモータ
1は、そのときの磁気的安定点で静止する。
In the period T2, the positioning control unit 8 confirms that the deviation between the setting input from the host device and the detection input from the position detecting unit 12 is zero, and the motor driver 9
Send stop command to Thereby, the motor driver 9
The transmission of the pulse signals S1 and S2 to the DC power supply 10 is interrupted, and the current I from the DC power supply 10 to the stepping motor 1 is interrupted.
1, I2 is cut off. Thereby, the stepping motor 1 stops at the magnetically stable point at that time.

【0020】期間T3において、位置決め制御部8は上
位装置からの設定入力と位置検出部12からの検出入力
との偏差を求め、この偏差を零とするような位置決め制
御信号を生成し、モータドライバ9へ送る。モータドラ
イバ9は、位置決め制御部8からの位置決め制御信号を
受けて、パルス信号S1,S2を直流電源10へ送る。
期間T3では、ステッピングモータ1を正転させるべ
く、出力モードを切り換えて、出力端子9−1,9−2
からパルス信号S2,S1を出力する。このパルス信号
S2,S1を受けて、直流電源10からパルス信号S2
と同位相・同波形の電流I1が励磁コイル1−1へ供給
され、パルス信号S1と同位相・同波形の電流I2が励
磁コイル1−2へ供給される。これにより、,,
,という順序でコイル極性が切り換えられ、ステッ
ピングモータ1が正転する。
In the period T3, the positioning control unit 8 calculates a deviation between the setting input from the host device and the detection input from the position detecting unit 12, generates a positioning control signal that makes this deviation zero, and generates a motor driver. Send to 9. The motor driver 9 receives the positioning control signal from the positioning control unit 8 and sends the pulse signals S1 and S2 to the DC power supply 10.
In the period T3, the output mode is switched to rotate the stepping motor 1 forward, and the output terminals 9-1 and 9-2 are switched.
Output pulse signals S2 and S1. Receiving these pulse signals S2 and S1, pulse signal S2 is supplied from DC power supply 10.
The current I1 having the same phase and the same waveform is supplied to the exciting coil 1-1, and the current I2 having the same phase and the same waveform as the pulse signal S1 is supplied to the exciting coil 1-2. As a result,
, The coil polarity is switched in this order, and the stepping motor 1 rotates forward.

【0021】期間T4において、位置決め制御部8は上
位装置からの設定入力と位置検出部12からの検出入力
との偏差が零となったことを確認し、モータドライバ9
へ停止指令を送る。これにより、モータドライバ9は、
直流電源10へのパルス信号S1,S2の送出を中断
し、直流電源10からステッピングモータ1への電流I
1,I2を遮断する。これにより、ステッピングモータ
1は、そのときの磁気的安定点で静止する。
In the period T4, the positioning control unit 8 confirms that the deviation between the setting input from the host device and the detection input from the position detecting unit 12 has become zero, and
Send stop command to Thereby, the motor driver 9
The transmission of the pulse signals S1 and S2 to the DC power supply 10 is interrupted, and the current I from the DC power supply 10 to the stepping motor 1 is interrupted.
1, I2 is cut off. Thereby, the stepping motor 1 stops at the magnetically stable point at that time.

【0022】図1では期間T4内のt0点で加熱動作が
始まっている。温度検知・処理部11は、温度センサ7
からの検出温度を入力とし、ステッピングモータ1の周
囲温度(表面温度)を監視している。ステッピングモー
タ1の表面温度が0℃以下となると、温度検知・処理部
11は位置決め制御部8へ加熱指令を送る。
In FIG. 1, the heating operation starts at a point t0 in the period T4. The temperature detection / processing unit 11 includes a temperature sensor 7
, The ambient temperature (surface temperature) of the stepping motor 1 is monitored. When the surface temperature of the stepping motor 1 becomes 0 ° C. or less, the temperature detection / processing unit 11 sends a heating command to the positioning control unit 8.

【0023】この加熱指令を受けて、位置決め制御部8
は、ステッピングモータ1の静止状態において、すなわ
ち励磁コイル1−1,1−2への電流I1,I2を遮断
している状態において、モータドライバ9において常時
発生しているパルス信号S1,S2のその時のレベルを
ラッチし、このラッチした信号S1′,S2′を直流電
源10へ与える。図1のt0点では、パルス信号S1が
「H」レベル、パルス信号S2が「L」レベルの時点で
そのレベルラッチし、「H」レベルの信号S1′を出力
端子9−1を介して直流電源10へ与え、「L」レベル
の信号S2′を出力端子9−2を介して直流電源10へ
与えている。これによって、ステッピングモータ1の駆
動コイル1−1へAB方向への電流I1が流れ、駆動コ
イル1−2へDC方向への電流I2が流れる。
In response to the heating command, the positioning controller 8
In the stationary state of the stepping motor 1, that is, when the currents I1 and I2 to the exciting coils 1-1 and 1-2 are cut off, the pulse signals S1 and S2 constantly generated in the motor driver 9 And the latched signals S1 'and S2' are applied to the DC power supply 10. At time t0 in FIG. 1, when the pulse signal S1 is at the "H" level and the pulse signal S2 is at the "L" level, the level is latched, and the "H" level signal S1 'is supplied to the DC terminal via the output terminal 9-1. The signal S2 'at the "L" level is supplied to the DC power supply 10 via the output terminal 9-2. As a result, the current I1 in the AB direction flows to the drive coil 1-1 of the stepping motor 1, and the current I2 in the DC direction flows to the drive coil 1-2.

【0024】これにより、ステッピングモータ1が静止
したままの状態で、駆動コイル1−1,1−2がジュー
ル熱により発熱し、すなわち駆動コイル1−1,1−2
に上記電流I1,I2が非駆動加熱電流として供給さ
れ、加熱動作が始まる。なお、ステッピングモータ1が
最後に停止したときの励磁位相と加熱動作に入る時の励
磁位相との関係で、ステッピングモータ1の回転角度が
1ステップ変化することがある。しかし、1ステップ回
転しても、すなわちステッピングモータ1の回転軸が1
ステップ回転しても、ギア機構5を介し、ギヤダウンし
てその回転力が出力軸6へ伝達されるので、出力軸6の
回転角度変化は極僅かであり問題はない。1ステップ回
転後、非駆動加熱電流の供給中は、ステッピングモータ
1の回転角度に変化は生じない。
Thus, while the stepping motor 1 remains stationary, the drive coils 1-1 and 1-2 generate heat due to Joule heat, that is, the drive coils 1-1 and 1-2.
The currents I1 and I2 are supplied as non-driving heating currents, and the heating operation starts. Note that the rotation angle of the stepping motor 1 may change by one step depending on the relationship between the excitation phase when the stepping motor 1 finally stops and the excitation phase when the heating operation starts. However, even if it rotates one step, that is, if the rotation axis of the stepping motor 1 is 1
Even in the step rotation, the gear is down-shifted via the gear mechanism 5 and the rotational force is transmitted to the output shaft 6, so that the change in the rotation angle of the output shaft 6 is very small and causes no problem. After the one-step rotation, the rotation angle of the stepping motor 1 does not change while the non-drive heating current is being supplied.

【0025】期間T5において、位置決め制御部8は上
位装置からの設定入力と位置検出部12からの検出入力
との偏差を求め、この偏差を零とするような位置決め制
御信号を生成し、モータドライバ9へ送る。この場合、
位置決め制御部8は先に温度検知・処理部11からの加
熱指令を受けて加熱動作を行わせているが、位置決め制
御信号に基づく回転制御を優先させる。すなわち、モー
タが回転中はモータ発熱があるので、加熱のための通電
は不要と判断して加熱動作を中断し、位置決め制御信号
に基づく回転制御を行わせる。
In the period T5, the positioning control unit 8 calculates a deviation between the setting input from the host device and the detection input from the position detecting unit 12, generates a positioning control signal that makes this deviation zero, and generates a motor driver. Send to 9. in this case,
The positioning control unit 8 first performs a heating operation in response to a heating command from the temperature detection / processing unit 11, but gives priority to rotation control based on a positioning control signal. That is, since the motor generates heat while the motor is rotating, it is determined that energization for heating is unnecessary, and the heating operation is interrupted, and rotation control based on the positioning control signal is performed.

【0026】また、図1のタイムチャートでは示してい
ないが、ステッピングモータ1の回転中に温度センサ7
の検出温度が万一0℃以下となった場合でも、加熱のた
めの通電は不要と判断する。この場合、ステッピングモ
ータ1の回転が停止するまで待って、加熱動作に入る。
また、加熱動作中、温度センサ7の検出温度がもしある
程度以上(例えば、20℃以上)になれば、温度検知・
処理部11は位置決め制御部8へ加熱停止指令を送り、
これにより、駆動コイル1−1,1−2への非駆動加熱
電流の供給が遮断され、加熱動作が停止する。
Although not shown in the time chart of FIG. 1, while the stepping motor 1 is rotating, the temperature sensor 7
Even if the detected temperature becomes 0 ° C. or lower, it is determined that the energization for heating is unnecessary. In this case, the heating operation is started after the rotation of the stepping motor 1 is stopped.
During the heating operation, if the temperature detected by the temperature sensor 7 exceeds a certain level (for example, 20 ° C. or higher), the temperature detection /
The processing unit 11 sends a heating stop command to the positioning control unit 8,
As a result, the supply of the non-driving heating current to the drive coils 1-1 and 1-2 is interrupted, and the heating operation is stopped.

【0027】なお、図1では加熱指令が出された時のパ
ルス信号S1,S2のレベルをラッチし、このラッチし
た信号S1′,S2′を直流電源10へ与えるようにし
たが、パルス信号S1のレベルのみをラッチして直流電
源10へ与えるようにしてもよい。すなわち、図10に
示すように、駆動コイル1−2へは電流を供給せずに、
駆動コイル1−1側のみに非駆動加熱電流を供給するよ
うにしてもよい。この逆、すなわち駆動コイル1−1へ
は電流を供給せずに、駆動コイル1−2側のみに非駆動
加熱電流を供給するようにしてもよいことは勿論であ
る。
In FIG. 1, the levels of the pulse signals S1 and S2 when the heating command is issued are latched, and the latched signals S1 'and S2' are applied to the DC power supply 10, but the pulse signal S1 May be latched and applied to the DC power supply 10. That is, as shown in FIG. 10, without supplying current to the drive coil 1-2,
A non-drive heating current may be supplied only to the drive coil 1-1 side. Of course, the reverse, that is, the non-driving heating current may be supplied only to the driving coil 1-2 side without supplying the current to the driving coil 1-1.

【0028】また、パルス信号S1(又はS2)のみを
直流電源10へ与えるようにしてもよい。すなわち、図
11に示すように、駆動コイル1−2(又は2−1)へ
は電流を供給せずに、駆動コイル1−1(又は1−2)
側のみにデューティ比50%のパルス状の非駆動加熱電
流を供給するようにしてもよい。実際には、検出温度を
0℃とし、加熱時の駆動コイルへの電圧を24V、電流
を2A程度とし、デューティ比を50%程度で通電する
と、環境温度が−5℃の時、モータ表面はほゞ10℃ま
で加熱される。
Further, only the pulse signal S1 (or S2) may be supplied to the DC power supply 10. That is, as shown in FIG. 11, current is not supplied to the drive coil 1-2 (or 2-1), and the drive coil 1-1 (or 1-2) is not supplied.
A pulsed non-driving heating current having a duty ratio of 50% may be supplied only to the side. Actually, when the detection temperature is set to 0 ° C., the voltage to the drive coil during heating is set to 24 V, the current is set to about 2 A, and the duty ratio is set to about 50%, the motor surface becomes −5 ° C. Heat to approximately 10 ° C.

【0029】図10や図11のような非駆動加熱電流の
供給方法とした場合、ステッピングモータ1が直前に停
止したときの励磁位相がどの位相であっても、加熱動作
の開始時点t0ではステッピングモータ1を回転させる
力が発生せず、ステッピングモータ1の回転角度が1ス
テップ変化してしまうということはない。すなわち、ス
テッピングモータ1の回転角度が変化せず、停止したま
まの状態で駆動コイル1−1,1−2がジュール熱によ
り発熱する。
In the case of the non-driving heating current supply method as shown in FIGS. 10 and 11, regardless of the excitation phase when the stepping motor 1 is stopped immediately before, the stepping motor is started at the start time t0 of the heating operation. No force for rotating the motor 1 is generated, and the rotation angle of the stepping motor 1 does not change by one step. That is, the drive coils 1-1 and 1-2 generate heat due to Joule heat in a state where the rotation angle of the stepping motor 1 does not change and remains stopped.

【0030】なお、本実施の形態では、温度センサ7を
ステッピングモータ1に取り付け、ステッピングモータ
1の周囲温度として表面温度を検出するようにしたが、
ステッピングモータ1から離れた内部空間の温度を検出
するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ステ
ッピングモータ1の駆動コイルを2つとしたが、2つ以
上の駆動コイルを有するステッピングモータについても
同様にして適用することができる。
In the present embodiment, the temperature sensor 7 is attached to the stepping motor 1, and the surface temperature is detected as the ambient temperature of the stepping motor 1.
The temperature of the internal space remote from the stepping motor 1 may be detected. In the present embodiment, the stepping motor 1 has two drive coils. However, the present invention can be similarly applied to a stepping motor having two or more drive coils.

【0031】また、温度検知・処理部11に過熱保護機
能を付加してもよい。すなわち、予め過熱保護温度を例
えば100℃として定めておき、温度センサ7の検出温
度がこの過熱保護温度を超えた場合、例えモータが回転
中であっても温度検知・処理部11より位置決め制御部
8へ給電停止指令を送り、ステッピングモータ1の駆動
コイル1−1,1−2への電流I1,I2の供給を遮断
あるいは制限するようにしてもよい。これにより、駆動
コイル1−1,1−2の焼損等の故障を回避することが
できる。
Further, an overheat protection function may be added to the temperature detection / processing section 11. That is, the overheat protection temperature is previously set to, for example, 100 ° C., and when the temperature detected by the temperature sensor 7 exceeds the overheat protection temperature, the temperature detection / processing unit 11 controls the positioning control unit even if the motor is rotating. 8, the supply of the currents I1 and I2 to the drive coils 1-1 and 1-2 of the stepping motor 1 may be cut off or limited. Accordingly, it is possible to avoid a failure such as burning of the drive coils 1-1 and 1-2.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、温度センサの検出温度が所定温度以下と
なると、その駆動コイルの全てを非通電状態として静止
状態にあるステッピングモータの駆動コイルに、このモ
ータの回転角度に変化を与えない非駆動加熱電流が供給
されるものとなり(第1発明)、ステッピングモータが
静止した状態で駆動コイルがジュール熱により発熱す
る。これにより、電子バルブなどのステッピングモータ
を用いた機器からスペースヒータをなくし、部品点数を
削減してコストダウンや小型化を促進するとが可能とな
り、また正確な温度制御や加熱効率を高めて消費電力を
低減することが可能となる。また、温度センサの検出温
度が予め定められた過熱保護温度以上となると(第2発
明)、ステッピングモータへの給電が停止または制限さ
れるものとなり、駆動コイルの焼損等の故障を回避する
ことができるようになる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the temperature detected by the temperature sensor falls below a predetermined temperature, all of the drive coils are de-energized and the stationary stepping motor is driven. A non-drive heating current that does not change the rotation angle of the motor is supplied to the coil (first invention), and the drive coil generates heat by Joule heat while the stepping motor is stationary. As a result, space heaters can be eliminated from equipment that uses a stepping motor such as an electronic valve, and the number of parts can be reduced to promote cost reduction and miniaturization. In addition, accurate temperature control and heating efficiency can be increased to reduce power consumption. Can be reduced. Further, when the temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than the predetermined overheat protection temperature (second invention), the power supply to the stepping motor is stopped or limited, and failure such as burning of the drive coil can be avoided. become able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 温度検知・処理部から位置決め制御部へ加熱
指令が送られた場合のステッピングモータへの非駆動加
熱電流の供給例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of supplying a non-driving heating current to a stepping motor when a heating command is sent from a temperature detection / processing unit to a positioning control unit.

【図2】 本発明に係る保温機能付きステッピングモー
タを使用した電子バルブの要部を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of an electronic valve using a stepping motor with a heat retention function according to the present invention.

【図3】 バイポーラ型ステッピングモータの原理図で
ある。
FIG. 3 is a principle diagram of a bipolar type stepping motor.

【図4】 このステッピングモータを2相励磁方式で回
転させる場合の励磁位相とコイル極性との関係を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an excitation phase and a coil polarity when the stepping motor is rotated by a two-phase excitation method.

【図5】 このステッピングモータを正転させる場合の
駆動コイルのAとCの極性に注目したタイムチャートで
ある。
FIG. 5 is a time chart paying attention to the polarities of A and C of the drive coil when the stepping motor is rotated forward.

【図6】 このステッピングモータを逆転させる場合の
駆動コイルのAとCの極性に注目したタイムチャートで
ある。
FIG. 6 is a time chart paying attention to the polarities of A and C of the drive coil when the stepping motor is rotated in the reverse direction.

【図7】 正転時にステッピングモータに供給される励
磁電流I1,I2を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing excitation currents I1 and I2 supplied to the stepping motor during forward rotation.

【図8】 逆転時にステッピングモータに供給される励
磁電流I1,I2を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing excitation currents I1 and I2 supplied to the stepping motor at the time of reverse rotation.

【図9】 回転(正転,逆転)・停止(静止)が繰り返
される場合のステッピングモータへの電流I1,I2の
供給例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of supplying currents I1 and I2 to the stepping motor when rotation (forward rotation, reverse rotation) and stop (stationary) are repeated.

【図10】 温度検知・処理部から位置決め制御部へ加
熱指令が送られた場合のステッピングモータへの非駆動
加熱電流の他の供給例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of supplying a non-driving heating current to the stepping motor when a heating command is sent from the temperature detection / processing unit to the positioning control unit.

【図11】 温度検知・処理部から位置決め制御部へ加
熱指令が送られた場合のステッピングモータへの非駆動
加熱電流の別の供給例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of supplying a non-driving heating current to a stepping motor when a heating command is sent from a temperature detection / processing unit to a positioning control unit.

【図12】 ステッピングモータを用いた電子バルブの
要部を示す一部破断側断面図である。
FIG. 12 is a partially broken side sectional view showing a main part of an electronic valve using a stepping motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ステッピングモータ、1−1,1−2…駆動コイ
ル、1−3…ロータ、2…回路基板、3…カバー、5…
ギア機構、6…出力軸、7…温度センサ、8…位置決め
制御部、9…モータドライバ、10…直流電源、11…
温度検知・処理部、100…電子バルブ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stepping motor, 1-1, 1-2 ... Drive coil, 1-3 ... Rotor, 2 ... Circuit board, 3 ... Cover, 5 ...
Gear mechanism, 6 output shaft, 7 temperature sensor, 8 positioning controller, 9 motor driver, 10 DC power supply, 11
Temperature detection / processing unit, 100: electronic valve.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1〜第N(N≧2)の駆動コイルを備
えたステッピングモータと、 このステッピングモータの周囲温度を検出する温度セン
サと、 この温度センサの検出温度が所定温度以下で、かつ前記
駆動コイルの全てを非通電状態として前記ステッピング
モータが静止状態にある場合、前記ステッピングモータ
の駆動コイルにこのモータの回転角度に変化を与えない
非駆動加熱電流を供給する非駆動加熱電流供給手段とを
備えたことを特徴とする保温機能付きステッピングモー
タ。
A stepping motor having first to Nth (N ≧ 2) driving coils; a temperature sensor for detecting an ambient temperature of the stepping motor; and a temperature detected by the temperature sensor being equal to or lower than a predetermined temperature. And a non-driving heating current supply for supplying a non-driving heating current that does not change the rotation angle of the stepping motor to a driving coil of the stepping motor when all of the driving coils are in a non-energized state and the stepping motor is in a stationary state. And a stepping motor having a heat retaining function.
【請求項2】 請求項1において、前記温度センサの検
出温度が予め定められた過熱保護温度以上となった場
合、前記ステッピングモータへの給電を規制する給電規
制手段を備えたことを特徴とする保温機能付きステッピ
ングモータ。
2. A power supply restricting means according to claim 1, further comprising a power supply restricting means for restricting power supply to said stepping motor when a temperature detected by said temperature sensor is equal to or higher than a predetermined overheat protection temperature. Stepping motor with heat retention function.
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