JP2003018889A - Motor controller - Google Patents

Motor controller

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JP2003018889A
JP2003018889A JP2001197047A JP2001197047A JP2003018889A JP 2003018889 A JP2003018889 A JP 2003018889A JP 2001197047 A JP2001197047 A JP 2001197047A JP 2001197047 A JP2001197047 A JP 2001197047A JP 2003018889 A JP2003018889 A JP 2003018889A
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JP
Japan
Prior art keywords
motor
rotor
pulse width
state
determined
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001197047A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Enomoto
恵一 榎本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jidosha Denki Kogyo KK
Original Assignee
Jidosha Denki Kogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Jidosha Denki Kogyo KK filed Critical Jidosha Denki Kogyo KK
Priority to JP2001197047A priority Critical patent/JP2003018889A/en
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of obtaining sufficient torque and large acceleration and reducing power consumption and a heating value due to reduction in current consumption. SOLUTION: This controller comprises a plurality of exciting coils 11, 12, 13 generating magnetic forces by energizing, a rotor rotated by the respective magnetic forces from the exciting coils 11, 12, 13, and a controller 4 for energizing the exciting coils 11, 12, 13. The controller 4 changes a pulse duration, as necessary, for the exciting coils 11, 12, 13 for exciting.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、ステップモータ
などの回転を制御するモータ制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】この種のモータ制御装置としては、励磁
コイルに印加する電圧値を変えることによってロータに
回転力を発生するものが知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のモー
タ制御装置において、1相励磁制御では負荷が大きいと
きや起動・制動時にトルクが不足し、これとは異なり、
2相励磁制御では負荷が小さいときや高速回転時に電力
が無駄になるという問題点があった。 【0004】 【発明の目的】この発明は、不足のないトルクを得られ
るとともに大きな加速度を得られ、さらに、消費電流の
削減による消費電力および発熱量の減少を図ることが出
来るモータ制御装置を提供することを目的としている。 【0005】 【発明の構成】 【0006】 【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るモータ制御装置では、通電により磁力を発生する複数
個の励磁コイルと、励磁コイルからのそれぞれの磁力に
より回転するロータと、励磁コイルにそれぞれ通電する
コントローラとを備え、コントローラは、励磁コイルに
対しパルス幅を適宜変更して通電する構成としたことを
特徴としている。 【0007】 【発明の作用】この発明に係るモータ制御装置におい
て、1相励磁のパルス幅と2相励磁のパルス幅を個別に
変更したとしても、1相励磁のパルス幅と2相励磁のパ
ルス幅との合計が一定であれば、平均の回転速度が一定
になるという周知の理論に鑑み、1相励磁のパルス幅と
2相励磁のパルス幅との合計を一定に保ちつつ、1相励
磁のパルス幅と2相励磁のパルス幅とが個別に変更され
る。つまり、1相励磁のパルス幅と2相励磁のパルス幅
との比率が変更される。すると、ある回転速度に対し
て、最大のトルクを得られる1相励磁のパルス幅と2相
励磁のパルス幅との組み合わせがわかる。その結果、最
大のトルクが得られる1相励磁のパルス幅と2相励磁の
パルス幅との組み合わせを用いることにより、より大き
なトルクが得られる。そして、最大のトルクが得られる
1相励磁のパルス幅と2相励磁のパルス幅との組み合わ
せを用いて、モータを加速する、すなわち、1相励磁の
パルス幅と2相励磁のパルス幅との合計を短くすること
によって、大きな加速度が得られる。さらに、1相励磁
のパルス幅と2相励磁のパルス幅との合計を一定に保ち
つつ、2相励磁のパルス幅を短くすることによって、消
費電流が削減する。その結果、消費電力および発熱量が
減少する。 【0008】 【発明の実施の形態】 【0009】 【実施例】図1ないし図12には、この発明に係るモー
タ制御装置の一実施例が示されている。図示するモータ
制御装置1は、第1,第2,第3の励磁コイル11,1
2,13とロータ2とをもつモータ3、コントローラ4
から構成されている。 【0010】第1,第2,第3の励磁コイル11,1
2,13は、一端が電源20に接続され、他端が第1,
第2,第3のスイッチングトランジスタ21,22,2
3に接続されている。第1,第2,第3のスイッチング
トランジスタ21,22,23は、コントローラ4の出
力ポート4a,4b,4cのオンにより第1,第2,第
3の励磁コイル11,12,13をそれぞれオンさせ
る。コントローラ4には、出力したパルス幅を計測する
ためのカウンタCNT、演算処理装置が内蔵されてい
る。 【0011】コントローラ4は、図3(a),(b),
(c),(d),(e),(f),(g),(h),
(i),(j),(k),(m),(n)、図4
(a),(b),(c),(d),(e),(f),
(g),(h),(i),(j),(k),(m),
(n)に示される模式図、図5に示されるタイムチャー
ト、図9に示されるフローチャートに基いて制御動作を
行う。ステップ1において“モータ回転量のカウンタ変
数Xを「0」で初期化して加速制御を開始する。”が実
行される。加速制御の間は、ステップ8,ステップ20
で加速制御と判定される。モータ回転子の状態の初期化
が開始され、ステップ2において“モータコイルの出力
状態を示す変数Pを2に設定し、出力状態表を用いて変
数Pに対応するモータ出力状態を設定する。”が実行さ
れる。出力状態表は図10に示される。P=1?6の各
状態に対して安定する回転子の状態1?6と呼称する。
回転子状態1?6は、図2(a),(b),(c),
(d),(e),(f)に示される。 【0012】ステップ3において“安定待ち”が実行さ
れる。一定時間または回転子状態2となる。または、回
転子状態4以外の状態となるまで待機する。ここで、P
=2に対応するモータ出力状態を設定せずに、最初から
4のP=1に対応するモータ出力状態を設定した場合
は、以下の問題点が発生しうる。すなわち、回転子の初
期状態が回転子状態4であった場合、P=1のモータ出
力状態に対しては回転力が発生しない。そのため、回転
子が正しい状態=回転子状態1に初期化されない恐れが
ある。そこで、P=2に対応するモータ出力状態を設定
し、回転子が回転子状態3あるいは回転子状態2となる
まで待つ。回転子状態3および回転子状態2となれば、
P=1のモータ出力状態に対して回転力が発生するよう
になる。回転子の初期状態が回転子状態5にあり、P=
2のモータ出力状態に対して動かなかった場合、回転子
状態5はP=1のモータ出力状態に対して回転力が発生
し回転子状態6を経由して回転子状態1となるので問題
はない。回転子の初期状態が回転子状態5の近辺にあ
り、P=2のモータ出力状態に対して反応し、回転子状
態4になったとき、もしくは回転子状態4の近辺で、P
=1のモータ出力状態を設定すると、回転力が発生しな
くなる。このような場合は、回転子状態4を通過して回
転子状態2もしくは回転子状態3となるまで、あるいは
回転子状態3となるのに十分な時間だけ、P=2のモー
タ出力状態を維持する必要がある。 【0013】ステップ4において“Pを1に設定す
る。”が実行され、出力状態表を用いてPに対するモー
タ出力状態が設定される。ステップ5において“安定待
ち2が実行される。一定時間または回転子状態2で安定
するまで待機する。これで、モータ回転子の状態の初期
化が終了する。ステップ6において“1相ON時パルス
幅と2相ON時パルス幅の合計を示す変数Tを「T0」
で初期化する。”が実行される。ステップ7において
“出力したパルス幅を計測するカウンタCNTを「0」
で初期化する。”が実行される。ステップ8において
“1相ON時パルス幅T1と2相ON時パルス幅T2
を、Tとパルス幅表もしくはTを引数とする関数から求
める。”が実行される。パルス幅表および関数について
は図11に示される。パルス幅表および関数はコントロ
ーラ4内にデータテーブルとして保存されている。 【0014】加速制御、低速制御、減速制御で、それぞ
れ異なるパルス幅表・関数が用いられる。パルス幅表の
例を示す図11において、この例を関数で表す場合、 T1=T/2、 T2=T−T1、(T≧16) T1=T/4+4、T2=T−T1、(8≦T<16) T1=T×3/4、T2=T−T1、(T<8) となる。加速制御時には、回転速度2/Tのときに、最
大の加速トルク(モータが減速する方向に力を加えると
き、制御を逸脱せずに加えられる力の最大値)が得られ
るT1とT2の組み合わせを設定すると、大きな加速度
を得られる。減速制御時も、加速制御時と同様に表また
は関数を設定するが、最大の減速トルク(モータが加速
する方向に力を加えるとき、制御を逸脱せずに加えられ
る力の最大値)が得られるT1とT2の組み合わせを設
定すると、大きな減速度を得られる。定速制御では、モ
ータに加わる負荷Wを検出できる場合、または、負荷を
モータ回転量Xやモータ回転速度2/Tなどを引数とす
る関数で求めることが出来る場合は、負荷に応じてパル
ス幅の比率を変更し、必要十分なトルクが得られるよう
にする。このとき、パルス幅表(もしくは関数)はTと
負荷Wを引数とする。負荷の変動に対応したパルス幅の
例を示す図12において、この例を関数で表すと、 T1=T、 T2=0、 (W=0、T≧2) T1=2、 T2=0、 (W=0、T<2) T1=T×3/4、T2=T−T1、(W=1、T≧4) T1=3、 T2=1、 (W=0、T<4) T1=T/2、 T2=T−T1、(W=2、T≧8) T1=4、 T2=4、 (W=0、T<8) となる。通常は、T=T1+T2となるように表および
関数が選択される。ただし、ある負荷に対してモータ回
転速度に上限を設けたい場合、例えば、負荷W=0のと
きの回転速度を2/2(2/Tに対してT=2)までと
したい場合は、例示した表・関数のようにT<2の領域
でも回転速度2/2が得られるT1,T2の組み合わせ
T1−2,T2=0(T=T1+T2=2)を設定す
る。例示した表・関数では、 W=0 回転速度上限=2/2(T1=2,T2=0,
T=2) W=1 回転速度上限=2/4(T1=3,T2=1,
T=4) W=2 回転速度上限=2/8(T1=4,T2=4,
T=8) となっている。負荷の変動に対応したパルス幅の特性は
図6,図7,図8に示される。負荷がわからない場合
は、想定される負荷の最大値Wmaxに対する表・関数を
設定してそれを用いる。そのときは表および関数の引数
だけになる。図12に示されるパルス幅表はコントロー
ラ4内にデータテーブルとして保存されている。 【0015】ステップ9において“Pを「1」増や
す。”が実行される。ステップ10において“Pが6を
超えている”と判別されると、ステップ11において
“Pを「6」減ずる。”が実行される。ステップ12に
おいて“新たなPに対応するモータ出力状態を設定す
る。”が実行される。ステップ13において“モータ出
力状態が、2相出力状態(2出力ON・1出力OFFの
状態)か、1相出力状態(1出力ON・2出力OFFの
状態)か否か”が判別される。この実施例では、Pが偶
数のときは1相出力状態、奇数のときは2相出力状態と
しているので、Pが偶数であることの判別に用いられ
る。そして、ステップ14,ステップ15,ステップ1
6,ステップ17において回転子の位置の判定が行われ
る。つまり、ステップ14a,ステップ14bにおいて
の判別で、回転子がモータ出力状態に対して遅れている
と判別されると、ステップ17aにおいてT1を、もし
くはステップ17bにおいてT2を延長する。ステップ
15a,ステップ15bにおいての判別で、回転子がモ
ータ出力状態に対して進んでいると判別されると、ステ
ップ16aにおいてT1を、もしくはステップ16bに
おいてT2を短縮する。ステップ18aにおいて“T1
時間経過すなわちCNT≧T1である”と判別されると
ステップ20に移行する。ステップ18bにおいて“T
2時間経過すなわちCNT≧T2である”と判別される
とステップ20に移行する。ステップ19a,ステップ
19bにおいて“CNTを「1」増やす”が実行され、
ステップ14a,14bに戻ってステップ14a,ステ
ップ14bからステップ19a,ステップ19bが繰り
返し実行される。ステップ20において“加速中か否
か”が判別される。ステップ20において“加速中であ
る”と判別されるとステップ24に移行して“パルス幅
変化量ΔTを関数fよりΔT=f(T1+T2,T)と
する。”が実行される。通常は、ΔT<0となり、ステ
ップ25のT=T1+T2+ΔTにおいてTが減少し、
速度2/Tは増加する。 【0016】関数fの例としては、回転子の位置を判定
していない場合、以下の式により等加速度制御が実行さ
れる。 ΔT=2/(2/T+K)−T ここで、Kはモータの加速度を決める定数でK>0であ
り、その結果、ΔT<0となる。回転子の位置を判定し
ている(A)の場合は、 ΔT=T1+T2−T となり、ステップ14〜ステップ17において、T1が
δだけ修正されて新T1=旧T1+δとなったとき、T
は旧T1+T2であるから、 ΔT=新T1+T2−旧T1−T2=δ となる。よって、ステップ25において新T1+T2+
ΔT=(旧T1+δ)+(T2+δ)となり、T2もδ
だけ変化するものと予測したことになる。ステップ14
〜ステップ17において、T2が修正された場合も同様
に、T1がδだけ変化するものと予測したことになる。
回転子の位置を判定している(B)の場合は、 ΔT=0 となり、この場合、T2の予測を行わず、回転子の位置
によってステップ14〜ステップ17にてT1,T2が
修正されるまで待つことになる。この場合、(A)に比
べて回転速度の変化が緩慢になる。回転子の位置を判定
している(C)の場合は、モータが加速したときは
(B)、減速したときは(A)とする。具体的には、
(A)においてΔT<0であった場合、ΔT=0と変更
する。一般的に加速中においてはモータ回転子状態がモ
ータ出力制御状態に対して遅れた状態で制御される。こ
の場合、加速できる場合は緩やかに加速され、減速が必
要になった場合は素早く減速すると、制御からの逸脱が
少なくなるので、(C)のような制御が行われる。 【0017】ステップ21において“減速中か否か”が
判別される。ステップ21において“減速中である”と
判別されるとステップ23に移行して“パルス幅変化量
ΔTを関数gよりΔT=g(T1+T2,T)とす
る。”が実行される。通常は、ΔT加速中か否か”が判
別される。ステップ20において“加速中である”と判
別されるとステップ24に移行して“パルス幅変化量Δ
Tを関数fよりΔT=f(T1+T2,T)とする。”
が実行される。通常は、ΔT>0となり、ステップ25
のT=T1+T2+ΔTにおいてTが増加し、速度2/
Tは減少する。 【0018】関数gの例としては、回転子の位置を判定
していない場合、以下の式により等加速度制御が実行さ
れる。 ΔT=2/(2/T−K)−T ここで、Kはモータの減速度を決める定数でK>0であ
り、その結果、ΔT>0となる。回転子の位置を判定し
ている(A)の場合は、 ΔT=T1+T2−T となり、ステップ14〜ステップ17において、T1が
δだけ修正されて新T1=旧T1+δとなったとき、T
は旧T1+T2であるから、 ΔT=新T1+T2−旧T1−T2=δ となる。よって、ステップ25において新T1+T2+
ΔT=(旧T1+δ)+(T2+δ)となり、T2もδ
だけ変化するものと予測したことになる。ステップ14
〜ステップ17において、T2が修正された場合も同様
に、T1がδだけ変化するものと予測したことになる。
回転子の位置を判定している(B)の場合は、 ΔT=0 となり、この場合、T2の予測を行わず、回転子の位置
によってステップ14〜ステップ17にてT1,T2が
修正されるまで待つことになる。この場合、(A)に比
べて回転速度の変化が緩慢になる。回転子の位置を判定
している(C)の場合は、モータが加速したときは
(B)、減速したときは(A)とする。具体的には、
(A)においてΔT<0であった場合、ΔT=0と変更
する。一般的に減速中においてはモータ回転子状態がモ
ータ出力制御状態に対して進んでいる状態で制御され
る。この場合、加速が必要な場合は緩やかに加速され、
減速が出来る場合は緩やか減速すると、制御からの逸脱
が少なくなるので、(C)のような制御が行われる。 【0019】ステップ22では、定速制御中であるの
で、Tは目標値Txで一定とされる。回転子の位置を判
定できる場合で、ステップ14〜ステップ17において
修正されたT1+T2とTxの値が大きく異なる場合
は、Tx>T1+T2であれば減速開始、Tx<T1+
T2であれば加速開始とする。加速制御を開始した場合
は、ステップ8,ステップ20で加速中と判断するよう
になる。減速制御を開始した場合は、ステップ8,ステ
ップ20で加速中と判断されず、ステップ8,ステップ
20で減速中と判断するようになる。ステップ26にお
いての判別で、Tがパルス幅目標値Tx(目標回転速度
は2/Tx)に近ければ、ステップ27において“定速
制御を開始する。”が実行され、定速制御では、ステッ
プ8,ステップ20で加速中と判断されず、ステップ
8,ステップ20で減速中と判断されない。ステップ2
8において“モータ回転量を「1」増やす”が実行され
る。ステップ29において“モータ回転量Xが減速開始
位置に到達しているか否か”が判別される。ステップ2
9において“モータ回転量Xが減速開始位置に到達した
場合、もしくは、負荷の移動量を測定でき、その移動量
が減速開始位置に到達している”と判別されるとステッ
プ30において“減速制御を開始する。”が実行され
る。減速制御が開始されると、ステップ8,ステップ2
0において加速中と判断されず、ステップ8,ステップ
21において減速中であると判断される。 【0020】ステップ31において“モータ回転量Xが
目標位置に到達したか否か”が判別される。ステップ3
1において“モータ回転量Xが目標位置に到達した場
合、もしくは、負荷の移動量を測定でき、その移動量が
減速開始位置に到達している”と判別されると制御が終
了される。ただし、そのときのモータ回転速度2/T
が、その位置で停止できないほど大きいとき(すなわち
減速に失敗したとき)は、モータが停止できるようにな
るまで減速制御を継続し、モータを停止させ、必要に応
じて目標位置を超えてモータを回転させた分、モータを
逆回転させる制御を行う。また、モータ回転量Xもしく
は負荷の移動量が、目標位置に到達していない場合は、
ステップ7に戻ってモータ制御が継続して行われる。 【0021】上述したように、最大のトルクが得られる
1相励磁のパルス幅と2相励磁のパルス幅との組み合わ
せを用いることにより、より大きなトルクが得られ、最
大のトルクが得られる1相励磁のパルス幅と2相励磁の
パルス幅との組み合わせを用いてモータを加速すること
によって大きな加速度が得られる。そして、1相励磁の
パルス幅と2相励磁のパルス幅との合計を一定に保ちつ
つ、2相励磁のパルス幅を短くすることによって、消費
電流が削減し、消費電力および発熱量が減少するものと
なる。 【0022】 【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
るモータ制御装置は、上述した構成としたことから、不
足のないトルクを得られるとともに大きな加速度を得ら
れ、さらに、消費電流の削減による消費電力および発熱
量の減少を図ることが出来るという優れた効果を奏す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device for controlling rotation of a step motor or the like. 2. Description of the Related Art As a motor control device of this type, there is known a motor control device which generates a rotating force on a rotor by changing a voltage value applied to an exciting coil. [0003] However, in the above-described motor control device, in the one-phase excitation control, when the load is large or when the starting and braking are performed, the torque is insufficient.
The two-phase excitation control has a problem that power is wasted when the load is small or when rotating at high speed. [0004] It is an object of the present invention to provide a motor control device capable of obtaining a sufficient torque while obtaining a sufficient torque and further reducing power consumption and heat generation by reducing current consumption. It is intended to be. [0007] In the motor control device according to the first aspect of the present invention, a plurality of exciting coils that generate a magnetic force when energized, A rotor that is rotated by each magnetic force and a controller that energizes the excitation coil are provided, and the controller is configured to energize the excitation coil by appropriately changing the pulse width. In the motor control device according to the present invention, even if the pulse width of one-phase excitation and the pulse width of two-phase excitation are individually changed, the pulse width of one-phase excitation and the pulse of two-phase excitation are changed. In view of the well-known theory that if the sum of the widths is constant, the average rotation speed is constant, and the one-phase excitation is maintained while keeping the sum of the pulse widths of the one-phase excitation and the two-phase excitation constant. And the pulse width of the two-phase excitation are individually changed. That is, the ratio between the pulse width of one-phase excitation and the pulse width of two-phase excitation is changed. Then, a combination of the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation that can obtain the maximum torque for a certain rotation speed can be obtained. As a result, a larger torque can be obtained by using a combination of the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation that provides the maximum torque. Then, the motor is accelerated by using a combination of the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation at which the maximum torque is obtained, that is, the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation are increased. By shortening the sum, a large acceleration is obtained. Furthermore, the current consumption is reduced by shortening the pulse width of the two-phase excitation while keeping the sum of the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation constant. As a result, power consumption and heat generation are reduced. FIG. 1 to FIG. 12 show an embodiment of a motor control device according to the present invention. The illustrated motor control device 1 includes first, second, and third excitation coils 11, 1
Motor 3, controller 4 having rotors 2 and 13 and rotor 2
It is composed of First, second and third excitation coils 11, 1
2 and 13 have one end connected to the power supply 20 and the other end connected to the first and second power supply 20.
Second and third switching transistors 21, 22, 2
3 is connected. The first, second, and third switching transistors 21, 22, and 23 respectively turn on the first, second, and third excitation coils 11, 12, and 13 by turning on the output ports 4a, 4b, and 4c of the controller 4. Let it. The controller 4 has a built-in counter CNT for measuring the output pulse width and an arithmetic processing unit. The controller 4 is constructed as shown in FIGS.
(C), (d), (e), (f), (g), (h),
(I), (j), (k), (m), (n), FIG.
(A), (b), (c), (d), (e), (f),
(G), (h), (i), (j), (k), (m),
The control operation is performed based on the schematic diagram shown in (n), the time chart shown in FIG. 5, and the flowchart shown in FIG. In step 1, "the counter variable X of the motor rotation amount is initialized to" 0 "and the acceleration control is started. Are executed. During the acceleration control, steps 8 and 20 are executed.
Is determined as acceleration control. Initialization of the state of the motor rotor is started, and in step 2, "set the variable P indicating the output state of the motor coil to 2 and set the motor output state corresponding to the variable P using the output state table." Is executed. The output state table is shown in FIG. It is referred to as rotor state 1-6 which is stable for each state of P = 1-6.
Rotor states 1-6 are shown in FIGS. 2 (a), (b), (c),
(D), (e), and (f). In step 3, "stabilization wait" is executed. The state becomes the fixed state or the rotor state 2. Alternatively, the control waits until a state other than the rotor state 4 is set. Where P
If the motor output state corresponding to P = 1 of 4 is set from the beginning without setting the motor output state corresponding to P = 2, the following problems may occur. That is, when the initial state of the rotor is the rotor state 4, no rotational force is generated for the motor output state of P = 1. Therefore, the rotor may not be initialized to the correct state = rotor state 1. Therefore, a motor output state corresponding to P = 2 is set, and the process waits until the rotor enters rotor state 3 or rotor state 2. If rotor state 3 and rotor state 2 are reached,
Rotational force is generated for the motor output state of P = 1. The initial state of the rotor is in rotor state 5, and P =
If the motor does not move with respect to the motor output state of No. 2, the rotor state 5 becomes a rotor state 1 through the rotor state 6 due to the generation of a rotational force with respect to the motor output state of P = 1, so the problem is Absent. When the initial state of the rotor is near rotor state 5 and responds to the motor output state of P = 2, when rotor state 4 or near rotor state 4, P
When the motor output state of = 1 is set, no rotational force is generated. In such a case, the motor output state of P = 2 is maintained until the state changes to the rotor state 2 or the rotor state 3 after passing through the rotor state 4 or for a time sufficient to reach the rotor state 3. There is a need to. In step 4, "set P to 1" is executed, and the motor output state for P is set using the output state table. In step 5, "stabilization wait 2 is executed. It waits for a certain period of time or until it becomes stable in rotor state 2. This completes the initialization of the state of the motor rotor. In step 6," 1 phase ON pulse The variable T indicating the sum of the pulse width and the pulse width at the time of two-phase ON is “T0”
Initialize with In step 7, the counter CNT for measuring the output pulse width is set to "0".
Initialize with In step 8, the "one-phase ON pulse width T1 and the two-phase ON pulse width T2" are set.
Is obtained from T and a pulse width table or a function using T as an argument. The pulse width table and the function are shown in Fig. 11. The pulse width table and the function are stored as a data table in the controller 4. In the acceleration control, the low speed control, and the deceleration control, In FIG. 11 showing an example of the pulse width table, when this example is represented by a function, T1 = T / 2, T2 = T−T1, (T ≧ 16) T1 = T / 4 + 4, T2 = T−T1, (8 ≦ T <16) T1 = T × 3/4, T2 = T−T1, (T <8) During acceleration control, when the rotational speed is 2 / T, By setting a combination of T1 and T2 that gives the maximum acceleration torque (the maximum value of the applied force without deviating from the control when applying a force in the direction in which the motor decelerates), a large acceleration can be obtained. When the acceleration control A table or a function is set as described above, but when a combination of T1 and T2 that can obtain the maximum deceleration torque (the maximum value of the force applied without deviating from the control when the force is applied in the direction in which the motor accelerates) is set. In the constant speed control, when the load W applied to the motor can be detected, or when the load can be obtained by a function using the motor rotation amount X or the motor rotation speed 2 / T as an argument. Changes the pulse width ratio according to the load so that a necessary and sufficient torque is obtained, and at this time, the pulse width table (or function) uses T and the load W as arguments. In FIG. 12 showing an example of the obtained pulse width, when this example is represented by a function, T1 = T, T2 = 0, (W = 0, T ≧ 2) T1 = 2, T2 = 0, (W = 0, T <2) T1 = T × 3/4, T2 = TT 1, (W = 1, T ≧ 4) T1 = 3, T2 = 1, (W = 0, T <4) T1 = T / 2, T2 = T−T1, (W = 2, T ≧ 8) T1 = 4, T2 = 4, (W = 0, T <8) Normally, a table and a function are selected so that T = T1 + T2. In the case where it is desired to provide, for example, when the rotational speed at the time of the load W = 0 is to be up to 2/2 (T = 2 with respect to 2 / T), even in the region of T <2 as in the illustrated table / function, The combination T1-2, T2 = 0 (T = T1 + T2 = 2) of T1 and T2 that can obtain the rotation speed 2/2 is set as follows: In the illustrated table / function, W = 0 rotation speed upper limit = 2/2 (T1 = 2, T2 = 0,
T = 2) W = 1 Rotational speed upper limit = 2 (T1 = 3, T2 = 1,
T = 4) W = 2 Upper rotational speed = 2/8 (T1 = 4, T2 = 4,
T = 8). The characteristics of the pulse width corresponding to the load fluctuation are shown in FIGS. If the load is not known, a table / function for the assumed maximum value Wmax of the load is set and used. In that case, only the arguments of the table and the function are available. The pulse width table shown in FIG. 12 is stored in the controller 4 as a data table. In step 9, "P is increased by" 1 ". If it is determined in step 10 that “P exceeds 6”, then in step 11 “P is reduced by“ 6 ”. In step 12, "the motor output state corresponding to the new P is set. In step 13, "whether the motor output state is a two-phase output state (a state of two outputs ON and one output OFF) or a one-phase output state (a state of one output ON and two outputs OFF) is determined. In this embodiment, when P is an even number, it is in a one-phase output state, and when it is an odd number, it is in a two-phase output state, so that it is used to determine that P is an even number. , Step 15, step 1
6. In step 17, the position of the rotor is determined. That is, if it is determined in steps 14a and 14b that the rotor is behind the motor output state, T1 is extended in step 17a or T2 is extended in step 17b. If it is determined in steps 15a and 15b that the rotor is advanced with respect to the motor output state, T1 is reduced in step 16a or T2 is reduced in step 16b. In step 18a, "T1
If it is determined that time has elapsed, that is, CNT ≧ T1, the process proceeds to step 20. In step 18b, “T
If it is determined that 2 hours have elapsed, that is, CNT ≧ T2, the process proceeds to step 20. In steps 19a and 19b, “increase CNT by“ 1 ”” is executed,
Returning to steps 14a and 14b, steps 14a and 14b to steps 19a and 19b are repeatedly executed. In step 20, it is determined whether or not the vehicle is accelerating. If it is determined in step 20 that "acceleration is in progress", the process proceeds to step 24, where "the pulse width change amount .DELTA.T is set to .DELTA.T = f (T1 + T2, T) from the function f". Normally, ΔT <0, and T decreases in T = T1 + T2 + ΔT in step 25,
Speed 2 / T increases. As an example of the function f, when the position of the rotor is not determined, the constant acceleration control is executed by the following equation. ΔT = 2 / (2 / T + K) −T Here, K is a constant that determines the acceleration of the motor, and K> 0, and as a result, ΔT <0. In the case of (A) in which the position of the rotor is determined, ΔT = T1 + T2-T. In steps 14 to 17, when T1 is corrected by δ and new T1 = old T1 + δ, T
Is the old T1 + T2, so that ΔT = new T1 + T2-old T1-T2 = δ. Therefore, in step 25, the new T1 + T2 +
ΔT = (old T1 + δ) + (T2 + δ), and T2 is also δ
It is predicted that only changes. Step 14
In steps 17 to 17, similarly, when T2 is corrected, it is predicted that T1 changes by δ.
In the case of (B) in which the position of the rotor is determined, ΔT = 0. In this case, T1 is not predicted, and T1 and T2 are corrected in steps 14 to 17 depending on the position of the rotor. Will wait until In this case, the change in the rotation speed becomes slower than in FIG. In the case of (C) in which the position of the rotor is determined, (B) when the motor accelerates, and (A) when the motor decelerates. In particular,
If ΔT <0 in (A), change ΔT = 0. Generally, during acceleration, the motor rotor state is controlled in a state delayed from the motor output control state. In this case, if the vehicle can be accelerated, the vehicle is accelerated gently. If the vehicle needs to be decelerated, the vehicle decelerates quickly. In step 21, it is determined whether or not the vehicle is decelerating. If it is determined in step 21 that "the vehicle is decelerating", the process proceeds to step 23 where "the pulse width change amount .DELTA.T is set to .DELTA.T = g (T1 + T2, T) from the function g". Usually, it is determined whether or not ΔT acceleration is in progress.If it is determined in step 20 that “acceleration is in progress”, the process proceeds to step 24 and the “pulse width variation Δ
Let T be ΔT = f (T1 + T2, T) from the function f. "
Is executed. Usually, ΔT> 0, and step 25
T = T1 + T2 + ΔT, T increases, and the speed 2 /
T decreases. As an example of the function g, when the position of the rotor is not determined, the constant acceleration control is executed by the following equation. ΔT = 2 / (2 / TK) −T Here, K is a constant that determines the deceleration of the motor, and K> 0, and as a result, ΔT> 0. In the case of (A) in which the position of the rotor is determined, ΔT = T1 + T2-T. In steps 14 to 17, when T1 is corrected by δ and new T1 = old T1 + δ, T
Is the old T1 + T2, so that ΔT = new T1 + T2-old T1-T2 = δ. Therefore, in step 25, the new T1 + T2 +
ΔT = (old T1 + δ) + (T2 + δ), and T2 is also δ
It is predicted that only changes. Step 14
In steps 17 to 17, similarly, when T2 is corrected, it is predicted that T1 changes by δ.
In the case of (B) in which the position of the rotor is determined, ΔT = 0. In this case, T1 is not predicted, and T1 and T2 are corrected in steps 14 to 17 depending on the position of the rotor. Will wait until In this case, the change in the rotation speed becomes slower than in FIG. In the case of (C) in which the position of the rotor is determined, (B) when the motor accelerates, and (A) when the motor decelerates. In particular,
If ΔT <0 in (A), change ΔT = 0. Generally, during deceleration, control is performed in a state where the motor rotor state is ahead of the motor output control state. In this case, if acceleration is required, it is accelerated slowly,
If the vehicle can be decelerated, if the vehicle decelerates gently, the deviation from the control is reduced, so that the control as shown in FIG. In step 22, since constant speed control is being performed, T is kept constant at the target value Tx. If the position of the rotor can be determined and the value of T1 + T2 and the value of Tx corrected in steps 14 to 17 are significantly different, deceleration is started if Tx> T1 + T2, and Tx <T1 +
If T2, acceleration is started. When the acceleration control is started, it is determined in steps 8 and 20 that the vehicle is accelerating. When the deceleration control is started, it is not determined in steps 8 and 20 that the vehicle is accelerating, and it is determined in steps 8 and 20 that the vehicle is decelerating. If it is determined in step 26 that T is close to the pulse width target value Tx (the target rotation speed is 2 / Tx), "start constant speed control" is executed in step 27, and in the constant speed control, step 8 is executed. , It is not determined that the vehicle is accelerating in step 20, and it is not determined that the vehicle is decelerating in steps 8 and 20. Step 2
In step 8, "increase the motor rotation amount by" 1 "is executed, and in step 29," whether or not the motor rotation amount X has reached the deceleration start position "is determined.
If it is determined in step 9 that "the motor rotation amount X has reached the deceleration start position or the movement amount of the load can be measured and the movement amount has reached the deceleration start position", then in step 30, "deceleration control Is started. "Is executed. When the deceleration control is started, Step 8, Step 2
At 0, it is not determined that the vehicle is accelerating. In step 31, it is determined whether or not the motor rotation amount X has reached the target position. Step 3
In step 1, when it is determined that "the motor rotation amount X has reached the target position, or that the movement amount of the load can be measured and the movement amount has reached the deceleration start position", the control is ended. However, the motor rotation speed 2 / T at that time
However, when the motor is too large to stop at that position (ie, when deceleration fails), the deceleration control is continued until the motor can be stopped, the motor is stopped, and the motor is moved beyond the target position as necessary. Control is performed to rotate the motor in the reverse direction by the amount of rotation. If the motor rotation amount X or the load movement amount has not reached the target position,
Returning to step 7, the motor control is continuously performed. As described above, by using a combination of the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation that can obtain the maximum torque, a larger torque can be obtained and the one-phase excitation that can obtain the maximum torque can be obtained. A large acceleration can be obtained by accelerating the motor using a combination of the excitation pulse width and the two-phase excitation pulse width. By reducing the pulse width of the two-phase excitation while keeping the sum of the pulse width of the one-phase excitation and the pulse width of the two-phase excitation constant, current consumption is reduced, and power consumption and heat generation are reduced. It will be. As described above, since the motor control device according to the present invention has the above-described configuration, it is possible to obtain not only a sufficient torque but also a large acceleration, This leads to an excellent effect that power consumption and calorific value can be reduced by reducing the amount of heat.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明に係るモータ制御装置の一実施例の回
路構成図である。 【図2】(a),(b),(c),(d),(e),
(f)は図1に示したモータ制御装置においての回転子
の状態を説明する模式図である。 【図3】(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g),(h),(i),(J),(k),
(m),(n)は図1に示したモータ制御装置において
のモータ出力と待機を説明する模式図である。 【図4】(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g),(h),(i),(J),(k),
(m),(n)は図1に示したモータ制御装置において
のモータ出力と待機を説明する模式図である。 【図5】図1に示したモータ制御装置においての制御動
作を説明するタイムチャートである。 【図6】図1に示したモータ制御装置においての特性図
である。 【図7】図1に示したモータ制御装置においての特性図
である。 【図8】図1に示したモータ制御装置においての特性図
である。 【図9】図1に示したモータ制御装置においての制御動
作のフローチャートである。 【図10】図1に示したモータ制御装置の制御に用いた
出力状態表である。 【図11】図1に示したモータ制御装置の制御に用いた
パルス幅表である。 【図12】図1に示したモータ制御装置の制御に用いた
パルス幅表である。 【符号の説明】 1 モータ制御装置 2 ロータ 4 コントローラ 11 (励磁コイル)第1の励磁コイル 12 (励磁コイル)第2の励磁コイル 13 (励磁コイル)第3の励磁コイル
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of a motor control device according to the present invention. FIGS. 2 (a), (b), (c), (d), (e),
(F) is a schematic diagram explaining a state of a rotor in the motor control device shown in FIG. 1. FIGS. 3 (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g), (h), (i), (J), (k),
(M), (n) is a schematic diagram explaining motor output and standby in the motor control device shown in FIG. FIGS. 4 (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g), (h), (i), (J), (k),
(M), (n) is a schematic diagram explaining motor output and standby in the motor control device shown in FIG. FIG. 5 is a time chart for explaining a control operation in the motor control device shown in FIG. 1; FIG. 6 is a characteristic diagram of the motor control device shown in FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram of the motor control device shown in FIG. FIG. 8 is a characteristic diagram of the motor control device shown in FIG. FIG. 9 is a flowchart of a control operation in the motor control device shown in FIG. 1; FIG. 10 is an output state table used for controlling the motor control device shown in FIG. 1; FIG. 11 is a pulse width table used for controlling the motor control device shown in FIG. 1; FIG. 12 is a pulse width table used for control of the motor control device shown in FIG. 1; [Description of Signs] 1 Motor control device 2 Rotor 4 Controller 11 (Exciting coil) First exciting coil 12 (Exciting coil) Second exciting coil 13 (Exciting coil) Third exciting coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 通電により磁力を発生する複数個の励磁
コイルと、 前記励磁コイルからのそれぞれの磁力により回転するロ
ータと、前記励磁コイルにそれぞれ通電するコントロー
ラとを備え、 前記コントローラは、前記励磁コイルに対しパルス幅を
適宜変更して通電することを特徴とするモータ制御装
置。
Claims: 1. An electronic apparatus comprising: a plurality of exciting coils that generate a magnetic force when energized; a rotor that is rotated by each magnetic force from the exciting coils; and a controller that energizes the exciting coils, respectively. The motor control device, wherein the controller energizes the exciting coil by appropriately changing a pulse width.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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