JP2642224B2 - Stepping motor phase matching control method - Google Patents
Stepping motor phase matching control methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 停止状態からロータを所要の位置に回転させる1・2
相交代励磁を行うステッピングモータの相合わせ制御方
法に関し, 相合わせの際に,確実かつ迅速にロータを目的の位置
に回転させることができるようにすることを目的とし, 目的とする相を含む隣り合う1相と2相とを短い周期
にて繰り返し交互に励磁し,ロータが十分にそれらの相
に近づいた時点で目的とする1相または2相を励磁して
ロータを停止させるように構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] Rotating a rotor to a required position from a stopped state 1.2
A phase matching control method for a stepping motor that performs phase alternation excitation is intended to ensure that the rotor can be rotated to a target position reliably and quickly during phase matching. One phase and two phases that match are repeatedly and alternately excited in a short cycle, and when the rotor sufficiently approaches those phases, the desired one or two phases are excited to stop the rotor. .
本発明は,駆動手段としてステッピングモータを使用
した装置における,電源投入時等のモータの組合わせ
(ロータ引き込み)制御に係り,特に停止状態からロー
タを所要の位置に確実に回転させることができるように
したステッピングモータの相合わせ制御方法に関する。The present invention relates to control of motor combination (rotor pull-in) at the time of power-on or the like in an apparatus using a stepping motor as a driving means, and particularly to reliably rotate a rotor to a required position from a stopped state. The present invention relates to a phase matching control method for a stepping motor.
ステッピングモータは,高精度な位置決めを必要とす
る分野の駆動手段として利用されており,オープンルー
プで使用する場合には,特にロータの回転をうまく制御
する必要がある。A stepping motor is used as a driving means in a field requiring high-precision positioning, and when used in an open loop, it is necessary to particularly control the rotation of the rotor.
従来,ステッピングモータの相合わせ制御は,目的と
する相(例えばA相)に,ある一定時間だけ励磁するこ
とにより,ロータを所要の位置に回転させる方法をとっ
ていた。Conventionally, phase matching control of a stepping motor has been performed by exciting a target phase (for example, A phase) for a certain period of time to rotate the rotor to a required position.
しかし,この方法の場合,最初,ロータが励磁される
相に対して位相差にして180゜ずれた位置に停止してい
るときには,ロータは正転方向および逆転方向に,ちょ
うど同じ回転トルクを受けることになるので,実際は正
転も逆転もできず,停止したままになることがある。However, in this method, when the rotor is initially stopped at a position 180 ° out of phase with respect to the phase to be excited, the rotor receives exactly the same rotational torque in the forward and reverse rotation directions. As a result, it is not possible to perform normal rotation or reverse rotation, and the motor may remain stopped.
第3図は,その従来技術の問題点を説明するための図
であり,この図では,説明を分かりやすくするために,
ステータ10およびロータ11を横方向に伸ばした形で表し
ている。FIG. 3 is a diagram for explaining the problem of the prior art. In FIG.
The stator 10 and the rotor 11 are shown in a form extended in the lateral direction.
ロータ11を左方向のR0の位置または右方向のR0′の位
置まで回転させて停止させる場合,A相への励磁を行う。
この場合,最初にロータ11がB相のR1の位置にあると,
左方向の力が右方向よりも強く働くため,ロータ11は左
方向へ移動する。When the rotor 11 is stopped by rotating to the position of R0 in the left direction or the position of R0 'in the right direction, the excitation to the A phase is performed.
In this case, first, when the rotor 11 is at the position of R1 of the B phase,
Since the leftward force acts stronger than the rightward direction, the rotor 11 moves leftward.
しかし,ロータ11が,A相を励磁するときに,C相すなわ
ちR2の位置にあったとすると,左方向および右方向へ働
く回転トルクが同じであり,スムーズにどちらかへ移動
できないことがある。However, if the rotor 11 is at the position of the C phase, that is, R2 when the A phase is excited, the rotational torques acting in the left direction and the right direction are the same, and the rotor 11 may not be able to move to either smoothly.
また,従来技術には,次のような問題もある。第4図
に示すように,相合わせにおいて,ロータの移動距離が
大きいと,ロータにはより大きな回転トルクが発生し,
オーバシュートで振動することになる。すなわち,1ステ
ップまたは0.5ステップのロータの移動距離X1では,比
較的速く振動が収束するが,相合わせ制御でロータを回
転させる場合には,X2のようにロータの移動距離が長く
なることがあり,大きな回転トルクのため,振動が大き
くなって,それが収束するまで長時間かかることがあ
る。Further, the prior art has the following problems. As shown in FIG. 4, in the matching, if the moving distance of the rotor is large, a larger rotational torque is generated in the rotor,
It will vibrate due to overshoot. That is, the vibration converges relatively quickly at the rotor movement distance X1 of 1 step or 0.5 step, but when the rotor is rotated by the phase matching control, the movement distance of the rotor may be longer like X2. Because of the large rotational torque, the vibration becomes large, and it may take a long time for the vibration to converge.
特に,回転トルクが大きい場合には,目的の位置に引
き戻されず,次の安定点(例えば位相差が360゜先のA
相)まで回転してしまうこともある。In particular, when the rotational torque is large, the motor is not returned to the target position, and the next stable point (for example, when the phase difference is 360 degrees ahead A
Phase).
以上のように,従来の制御方法によれば,引き込み動
作の際に,ロータが目的の相にスムーズに移動できない
ことがあり,その場合,実質的な位置ずれとなって,場
合によっては,次の正常な回転指令に対して応答ができ
なくなる(脱調する)という問題がある。As described above, according to the conventional control method, the rotor may not be able to move smoothly to the target phase during the retraction operation. However, there is a problem that a response cannot be made to a normal rotation command (step out).
また,第4図に示すような移動距離X2による大きな振
動を止めるため,長時間連続して1つの相に励磁する
と,過大な発熱が生じ,故障の原因になることがある。Further, if one phase is excited continuously for a long time to stop a large vibration due to the movement distance X2 as shown in FIG. 4, excessive heat generation may occur, which may cause a failure.
本発明は上記問題点の解決を計り,相合わせの際に,
確実かつ迅速にロータを目的の位置に回転させることが
できるようにすることを目的としている。The present invention seeks to solve the above problems, and at the time of matching,
It is an object of the present invention to be able to rotate a rotor to a target position reliably and quickly.
第1図は本発明の原理説明図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
本発明のステッピングモータの相合わせ制御方法で
は,目的とする相を含む隣り合う2相を短い周期にて繰
り返し交互に励磁し,ロータが十分にそれらの相に近づ
いた時点で目的とする相を励磁してロータを停止させ
る。In the phase matching control method for a stepping motor according to the present invention, two adjacent phases including the target phase are repeatedly and alternately excited in a short cycle, and the target phase is set when the rotor sufficiently approaches those phases. Excitation stops the rotor.
例えば,1・2相交代励磁を行うA〜D相の4相モータ
において,A相に相合わせを行う場合,第1図に示すステ
ップS21により,DA相を従来の励磁時間よりも非常に短い
時間だけ励磁する。次にステップS22により,目的とす
るA相を同様に短時間励磁する。以上の処理をステップ
S23の判定により所定の回数だけ繰り返し,ロータが目
的とするA相の付近に十分に近づいたならば、ステップ
S24によって最終的にA相を励磁して,ロータをA相の
位置に停止させる。For example, in a four-phase motor of A to D phases that performs 1-2 phase alternating excitation, when performing phase adjustment to the A phase, the DA phase is made much shorter than the conventional excitation time by step S21 shown in FIG. Excite only for a time. Next, in step S22, the target A phase is similarly excited for a short time. Step above
Repeated a predetermined number of times by the determination in S23, and if the rotor has sufficiently approached the vicinity of the target A-phase,
The A phase is finally excited by S24, and the rotor is stopped at the A phase position.
隣り合う相を順に励磁することにより,初めロータが
位相差180゜の位置に停止していても,ロータが回転で
きないようなことがなく,確実に目的の相位置にロータ
を回転させることができる。By exciting adjacent phases in sequence, even if the rotor is initially stopped at a phase difference of 180 °, the rotor cannot be rotated and the rotor can be reliably rotated to the target phase position. .
この際に,隣り合う相を非常に短い周期で繰り返し交
互に励磁することにより,ロータを目的の位置に徐々に
近づけることができるので,オーバシュートしたり振動
したりするのを防止し,目的の位置に確実にロータを停
止させることができる。At this time, by exciting the adjacent phases repeatedly and alternately with a very short cycle, the rotor can be gradually brought closer to the target position, so that overshoot and vibration are prevented, and The rotor can be reliably stopped at the position.
第2図は本発明の実施例に係る相励磁のタイミングと
ロータの動きを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the phase excitation timing and the movement of the rotor according to the embodiment of the present invention.
以下,1・2相交代励磁を行うA〜D相の4相ステッピ
ングモータの例について説明する。ロータが最初にBC相
の位置に停止しているときに,A相の相合わせを行うもの
とする。Hereinafter, an example of a four-phase stepping motor of A to D phases that performs 1-2 phase alternating excitation will be described. When the rotor is first stopped at the BC phase position, the A phase matching is performed.
第2図に示すように,まず,A相の隣の相であるDA相
を,ある短い時間励磁する。ロータはBC相にあるので,
両方に同じ回転トルクを受け,BC相にとどまる。次に,
目的とするA相を短い時間励磁すると,ロータは位相差
の小さいほうのA相に引き寄せられる。その後,再度DA
相を励磁し,同様にDA相の励磁とA相の励磁とを短い周
期で交互に繰り返す。これにより,ロータは徐々にA相
に引き寄せられ,惰力による振動などを起こすことな
く,A相の位置まできて停止する。As shown in FIG. 2, first, the DA phase, which is the next phase to the A phase, is excited for a short time. Since the rotor is in the BC phase,
Both receive the same rotational torque and remain in the BC phase. next,
When the target A-phase is excited for a short time, the rotor is attracted to the A-phase having the smaller phase difference. After that, DA again
The phases are excited, and similarly, the excitation of the DA phase and the excitation of the A phase are alternately repeated in a short cycle. As a result, the rotor is gradually drawn to the phase A, and reaches the position of the phase A without any vibration due to inertia and stops.
ここで,励磁のタイミングなどは,装置の負荷等によ
り決定されるものである。例えば,従来,100ms弱の連続
励磁により,相合わせを行っているような装置で,500μ
sとか1msといったオーダの励磁を,隣り合う相で交互
に繰り返す。もちろん,本発明は,この値でなくても十
分な効果をあげることが可能である。どの程度の回転を
繰り返すかは,使用状況に合わせた環境のもとで試験な
どを行い,ロータが目的の位置に十分に近づくのに最悪
どれくらいの回数が必要であるかを調べ,それに適当な
マージンを加えて,設計値とすればよい。なお本実施例
では,50〜60回の繰り返し励磁を行った。Here, the excitation timing and the like are determined by the load of the device. For example, a conventional device that performs phase matching with continuous excitation of less than 100 ms
Excitation on the order of s or 1 ms is repeated alternately in adjacent phases. Of course, the present invention can provide a sufficient effect even if the value is not this value. To determine how many rotations are repeated, conduct a test or the like in an environment suitable for the usage conditions, determine the worst number of times required for the rotor to sufficiently approach the target position, and take an appropriate The design value may be obtained by adding a margin. In this example, the excitation was repeated 50 to 60 times.
以上説明したように,本発明によれば,ステッピング
モータの相合わせの際に,確実にロータを目的の位置に
回転させることができるので,特にオープンループで使
用する場合には,位置ずれを防止することができ,装置
の信頼性を向上させることができる。As described above, according to the present invention, the rotor can be reliably rotated to the target position when the stepping motors are aligned, so that the displacement can be prevented particularly when used in an open loop. And the reliability of the device can be improved.
第1図は本発明の原理説明図, 第2図は本発明の実施例に係る相励磁のタイミングとロ
ータの動きを示す図, 第3図および第4図は従来技術の問題点説明図である。 図中,10はステータ,11はロータを表す。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the phase excitation timing and the movement of the rotor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 and FIG. is there. In the figure, reference numeral 10 denotes a stator, and 11 denotes a rotor.
Claims (1)
せる1・2相交代励磁を行うステッピングモータの相合
わせ制御方法において, 目的とする相を含む隣り合う1相と2相とを短い周期に
て繰り返し交互に励磁し,ロータが十分にそれらの相に
近づいた時点で目的とする1相または2相を励磁してロ
ータを停止させることを特徴とするステッピングモータ
の相合わせ制御方法。In a phase matching control method for a stepping motor for performing one- or two-phase alternating excitation for rotating a rotor to a required position from a stopped state, an adjacent one-phase and a two-phase including a target phase are short-cycle. A step of exciting a desired phase or two phases and stopping the rotor when the rotor sufficiently approaches those phases.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2181221A JP2642224B2 (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Stepping motor phase matching control method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2181221A JP2642224B2 (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Stepping motor phase matching control method |
Publications (2)
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JPH0471396A JPH0471396A (en) | 1992-03-05 |
JP2642224B2 true JP2642224B2 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=16096938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2181221A Expired - Lifetime JP2642224B2 (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Stepping motor phase matching control method |
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JPS5836195A (en) * | 1981-08-27 | 1983-03-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Controlling method for pulse motor |
JPS59156192A (en) * | 1983-02-23 | 1984-09-05 | Canon Inc | Control system of stepping motor |
JPS6084996A (en) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Victor Co Of Japan Ltd | Drive device for stepping motor |
JPS6450798A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Stepping motor controller |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2181221A patent/JP2642224B2/en not_active Expired - Lifetime
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