JP3135746B2 - パルスモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路 - Google Patents
パルスモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパルスモータ定電流駆動
回路に関し、特に駆動回路やパルスモータの発熱を減少
するとともに出力トルクの調整を可能とするパルスモー
タ定電流駆動回路に関する。
回路に関し、特に駆動回路やパルスモータの発熱を減少
するとともに出力トルクの調整を可能とするパルスモー
タ定電流駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】パルスモータを駆動する駆動回路として
は種々の方式が採用されている。代表的な駆動回路の一
つとして図７に示すような５相バイポーラペンタゴン結
線方式が広く実用されている。本方式は、正五角形の各
辺上に設置されたモータコイルＬA，ＬB，ＬC，ＬD及び
ＬEのそれぞれに対して適切なタイミング位相で駆動電
流を供給することによりモータを回転するもので、各モ
ータコイル接続点Ａ〜Ｅのそれぞれに駆動電流の流出点
及び流入点を規定するために、ハイサイドスイッチング
素子ＳAH〜ＳEH及びローサイドスイッング素子ＳAL〜Ｓ
ELが図示の如く接続されている。当該駆動電流は、モー
タ印加電源Ｅから供給される。
は種々の方式が採用されている。代表的な駆動回路の一
つとして図７に示すような５相バイポーラペンタゴン結
線方式が広く実用されている。本方式は、正五角形の各
辺上に設置されたモータコイルＬA，ＬB，ＬC，ＬD及び
ＬEのそれぞれに対して適切なタイミング位相で駆動電
流を供給することによりモータを回転するもので、各モ
ータコイル接続点Ａ〜Ｅのそれぞれに駆動電流の流出点
及び流入点を規定するために、ハイサイドスイッチング
素子ＳAH〜ＳEH及びローサイドスイッング素子ＳAL〜Ｓ
ELが図示の如く接続されている。当該駆動電流は、モー
タ印加電源Ｅから供給される。
【０００３】すなわち、電源Ｅは、定電流スイッチング
素子３、チョークコイルＬ1、平滑コンデンサＣ1及び電
流検出器２の直列回路に印加されており、平滑コンデン
サＣ1に並列接続されたそれぞれのハイサイドスイッチ
ング素子とローサイドスイッチング素子から成る一対の
直列回路ＳAHーＳAL，ＳBHーＳBL，ＳCHーＳCL，ＳDHー
ＳDL，ＳEHーＳELに供給される。該一対のスイッチング
素子の接続点は上記各モータコイルの対応する接続点に
接続されており、各スイッング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作
により上記モータコイルの接続点が電流の流入点か流出
点となるかが規定される。
素子３、チョークコイルＬ1、平滑コンデンサＣ1及び電
流検出器２の直列回路に印加されており、平滑コンデン
サＣ1に並列接続されたそれぞれのハイサイドスイッチ
ング素子とローサイドスイッチング素子から成る一対の
直列回路ＳAHーＳAL，ＳBHーＳBL，ＳCHーＳCL，ＳDHー
ＳDL，ＳEHーＳELに供給される。該一対のスイッチング
素子の接続点は上記各モータコイルの対応する接続点に
接続されており、各スイッング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作
により上記モータコイルの接続点が電流の流入点か流出
点となるかが規定される。
【０００４】各スイッチング素子には、図示の如くサー
ジキラーダイオードＤAS〜ＤES及びローサイドフライホ
イールダイオードＤAF〜ＤEFが接続され、その接続点が
一対のスイッチング素子の接続点に接続されている。こ
れらスイッチング素子やダイオードを含む回路はスイッ
チング素子回路４として示されている。電流検出器２で
検出されたパルスモータに流れる電流は、定電流制御回
路１にフィードバックされ、検出電流が所定値以上に至
ったときに定電流スイッチング素子３をＯＦＦさせるこ
とによりモータコイルに供給される電流の定電流化を図
っている。図中、Ｄ1はフライホイールダイオードを示
す。
ジキラーダイオードＤAS〜ＤES及びローサイドフライホ
イールダイオードＤAF〜ＤEFが接続され、その接続点が
一対のスイッチング素子の接続点に接続されている。こ
れらスイッチング素子やダイオードを含む回路はスイッ
チング素子回路４として示されている。電流検出器２で
検出されたパルスモータに流れる電流は、定電流制御回
路１にフィードバックされ、検出電流が所定値以上に至
ったときに定電流スイッチング素子３をＯＦＦさせるこ
とによりモータコイルに供給される電流の定電流化を図
っている。図中、Ｄ1はフライホイールダイオードを示
す。
【０００５】モータコイルの各コイルに流れる電流及び
その向きの制御は、上記各モータコイルの接続点Ａ〜Ｅ
をハイサイドスイッチング素子及びローサイドスイッチ
ング素子を制御することにより電流の流出点とするか流
入点とするかを規定することにより行われる。
その向きの制御は、上記各モータコイルの接続点Ａ〜Ｅ
をハイサイドスイッチング素子及びローサイドスイッチ
ング素子を制御することにより電流の流出点とするか流
入点とするかを規定することにより行われる。
【０００６】図８には、図７に示す５相バイポーラペン
タゴン結線のパルスモータ駆動方式のフルステップ駆動
におけるモータコイルの各接続点の電流流入点と流出
点、電流の流れが励磁シーケンスのステップＳ１〜Ｓ１
０順に示されている。図中、モータコイルの接続点の白
丸が電流の流入点を、黒丸が電流の流出点を示し、各シ
ーケンスステップを規定するスイッチング素子ＳAHーＳ
EH，ＳALーＳELのスイッチング動作が制御されている。
タゴン結線のパルスモータ駆動方式のフルステップ駆動
におけるモータコイルの各接続点の電流流入点と流出
点、電流の流れが励磁シーケンスのステップＳ１〜Ｓ１
０順に示されている。図中、モータコイルの接続点の白
丸が電流の流入点を、黒丸が電流の流出点を示し、各シ
ーケンスステップを規定するスイッチング素子ＳAHーＳ
EH，ＳALーＳELのスイッチング動作が制御されている。
【０００７】本例は、ステップＳ１〜Ｓ１０の総計１０
ステップで、各ステップへの変化毎に０．７２度ずつモ
ータが回転する。例えば、ステップＳ１においては、図
示の如く、電流の流入点は接続点Ｃ、流出点は接続点Ａ
とＥになり、以降ステップＳ２においては、流入点は接
続点ＢとＣ、流出点は接続点Ｅ、ステップＳ３において
は、流入点は接続点Ｂ、流出点は接続点ＤとＥ、以降図
示の如く、０．７２度だけモータを回転させるような電
流の流入点と流出点が順次、ステップＳ１０まで規定さ
れる。
ステップで、各ステップへの変化毎に０．７２度ずつモ
ータが回転する。例えば、ステップＳ１においては、図
示の如く、電流の流入点は接続点Ｃ、流出点は接続点Ａ
とＥになり、以降ステップＳ２においては、流入点は接
続点ＢとＣ、流出点は接続点Ｅ、ステップＳ３において
は、流入点は接続点Ｂ、流出点は接続点ＤとＥ、以降図
示の如く、０．７２度だけモータを回転させるような電
流の流入点と流出点が順次、ステップＳ１０まで規定さ
れる。
【０００８】図８において、電流流入点から電流流出点
に至る電流の流れは、図のようにＩ1〜Ｉ2となり、これ
ら電流の和（Ｉ1＋Ｉ2）を一定化するように、定電流制
御回路１、電流検出器２及び定電流スイッチング素子３
が動作する。
に至る電流の流れは、図のようにＩ1〜Ｉ2となり、これ
ら電流の和（Ｉ1＋Ｉ2）を一定化するように、定電流制
御回路１、電流検出器２及び定電流スイッチング素子３
が動作する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
パルスモータ定電流駆動回路は、複数個のモータコイル
のそれぞれに励磁シーケンサのステップ毎に所定のタイ
ミングで所定方向の電流を供給することによりモータを
回転させるものであるが、ステップ移行時（過渡状態）
にモータコイルのインダクタンス成分に起因して逆起電
力が生じ、この逆起電力により、定電流化制御のための
電流検出器２には流れない循環電流がモータコイル及び
駆動回路を流れる。その結果、余分なトルクが発生した
り、発熱の問題が生ずる。
パルスモータ定電流駆動回路は、複数個のモータコイル
のそれぞれに励磁シーケンサのステップ毎に所定のタイ
ミングで所定方向の電流を供給することによりモータを
回転させるものであるが、ステップ移行時（過渡状態）
にモータコイルのインダクタンス成分に起因して逆起電
力が生じ、この逆起電力により、定電流化制御のための
電流検出器２には流れない循環電流がモータコイル及び
駆動回路を流れる。その結果、余分なトルクが発生した
り、発熱の問題が生ずる。
【００１０】例えば、図９は、図８のステップＳ１にお
ける駆動回路系の電流Ｉ1とＩ2の流れを図示するもので
あるが、このステップＳ１の状態からステップＳ２の状
態に移行する場合の電流の流れを考える。すなわち、ス
テップＳ１では、接続点Ｃから接続点Ａに向けて電流Ｉ
１が、接続点ＣからＥに向けてＩ2が流れている。そし
て、ステップＳ１からＳ２への過渡状態では、図１０に
示すように、モータコイルＬDはステップＳ１の状態で
は無励磁状態のためモータコイルＬDに電流が流れ込む
までには時間がかかり、その間、モータコイルＬA及び
ＬCに蓄えられたエネルギーはダイオードＤAH、スイッ
チング素子ＳCHのループを循環する電流ＩLAとなり、モ
ータコイルＬDに電流が流れ始めるまで消費されること
になる。同様な現象は、励磁シーケンスの切り替わり
（ステップ移行過渡時）毎に他のモータコイルに発生す
る。
ける駆動回路系の電流Ｉ1とＩ2の流れを図示するもので
あるが、このステップＳ１の状態からステップＳ２の状
態に移行する場合の電流の流れを考える。すなわち、ス
テップＳ１では、接続点Ｃから接続点Ａに向けて電流Ｉ
１が、接続点ＣからＥに向けてＩ2が流れている。そし
て、ステップＳ１からＳ２への過渡状態では、図１０に
示すように、モータコイルＬDはステップＳ１の状態で
は無励磁状態のためモータコイルＬDに電流が流れ込む
までには時間がかかり、その間、モータコイルＬA及び
ＬCに蓄えられたエネルギーはダイオードＤAH、スイッ
チング素子ＳCHのループを循環する電流ＩLAとなり、モ
ータコイルＬDに電流が流れ始めるまで消費されること
になる。同様な現象は、励磁シーケンスの切り替わり
（ステップ移行過渡時）毎に他のモータコイルに発生す
る。
【００１１】図１１には、図８に示す各シーケンスステ
ップの各移行時毎の逆起電力によって発生する循環電流
が示されている。各ステップ移行毎にモータコイル２相
に渡って循環電流が流れている。
ップの各移行時毎の逆起電力によって発生する循環電流
が示されている。各ステップ移行毎にモータコイル２相
に渡って循環電流が流れている。
【００１２】図１２と図１３には、モータの分解能を図
８と比較して２倍とするため、励磁シーケンスのステッ
プ数を２倍の２０ステップとした、いわゆる４ー５相励
磁（ハーフステップ：half step）モードにおけるモー
タコイルの接続点の電流流入点と流出点及び電流の流れ
が示されている。この場合には、奇数ステップから偶数
ステップへの移行時は、モータコイル２相に渡って、逆
起電力によって発生する循環電流が流れ、偶数ステップ
から奇数ステップへの移行時は、１相分のモータコイル
に循環電流が流れる。
８と比較して２倍とするため、励磁シーケンスのステッ
プ数を２倍の２０ステップとした、いわゆる４ー５相励
磁（ハーフステップ：half step）モードにおけるモー
タコイルの接続点の電流流入点と流出点及び電流の流れ
が示されている。この場合には、奇数ステップから偶数
ステップへの移行時は、モータコイル２相に渡って、逆
起電力によって発生する循環電流が流れ、偶数ステップ
から奇数ステップへの移行時は、１相分のモータコイル
に循環電流が流れる。
【００１３】以上のように、モータコイルに発生する逆
起電力に起因する循環電流は、電流検出器２を通過しな
いため、従来の回路では定電流化が不可能である。ま
た、パルスモータの駆動周波数が高くなるに従って単位
時間当りの発生頻度が高くなるため、モータコイルから
の逆起電力が蓄積されてしまい、過剰なトルクが発生
し、モータの発熱につながってしまう。
起電力に起因する循環電流は、電流検出器２を通過しな
いため、従来の回路では定電流化が不可能である。ま
た、パルスモータの駆動周波数が高くなるに従って単位
時間当りの発生頻度が高くなるため、モータコイルから
の逆起電力が蓄積されてしまい、過剰なトルクが発生
し、モータの発熱につながってしまう。
【００１４】図１４には、上記図８のフルステップ励磁
シーケンスと図１２と図１３のハーフステップ励磁シー
ケンスにおけるパルスモータの駆動周波数と発生するト
ルクとの関係が示されている。図から明らかなように、
駆動周波数が高くなるに従って、特に中、高速域におい
て、上述循環電流による過剰なトルク（図の斜線部）が
発生し、発熱の問題が生ずる。
シーケンスと図１２と図１３のハーフステップ励磁シー
ケンスにおけるパルスモータの駆動周波数と発生するト
ルクとの関係が示されている。図から明らかなように、
駆動周波数が高くなるに従って、特に中、高速域におい
て、上述循環電流による過剰なトルク（図の斜線部）が
発生し、発熱の問題が生ずる。
【００１５】そこで、本発明の目的は、駆動周波数が高
くなっても過剰なトルクを発生せず発熱を抑制するパル
スモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポ
ーラペンタゴン定電流駆動回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、駆動周波数に応じて発生トルクを
任意に制御可能なパルスモータ定電流駆動回路及び５相
パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路を
提供することにある。
くなっても過剰なトルクを発生せず発熱を抑制するパル
スモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポ
ーラペンタゴン定電流駆動回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、駆動周波数に応じて発生トルクを
任意に制御可能なパルスモータ定電流駆動回路及び５相
パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路を
提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるパルスモータ定電流駆動回路は、定電
流設定用基準電圧が印加され、モータ駆動クロックによ
り複数個のモータコイルのうち所定のモータコイルに所
定の方向の電流を供給してパルスモータを定電流駆動動
作させるパルスモータ定電流駆動回路において、前記モ
ータ駆動クロックの周波数情報を抽出する第１の回路
と、各モータコイルの励磁シーケンスの移行時に前記モ
ータコイルに生ずる逆起電力に起因して発生する過剰ト
ルクの発生周波数に対応して前記過剰トルクの大きさに
応じて定まる基準電圧を発生する第２の回路と、前記定
電流設定用基準電圧と、前記第２の回路からの電圧信号
との差または和電圧信号を出力する第３の回路と、を備
え、前記第３の回路からの出力により前記パルスモータ
を定電流駆動させるように構成されている。また、本発
明による５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電
流駆動回路は、定電流設定用基準電圧が印加され、モー
タ駆動クロックにより複数個のモータコイルのうち所定
のモータコイルに所定の方向の電流を供給してパルスモ
ータを定電流駆動動作させる５相パルスモータのバイポ
ーラペンタゴン定電流駆動回路において、前記モータ駆
動クロックの周波数情報を抽出する第１の回路と、該第
１の回路からの周波数情報に対応して定まる基準電圧信
号を出力する第２の回路と、前記定電流設定用基準電圧
と、前記第２の回路からの電圧信号との差または和電圧
信号を出力する第３の回路と、を備え、前記第３の回路
からの出力により前記パルスモータを定電流駆動させる
ように構成されている。
め、本発明によるパルスモータ定電流駆動回路は、定電
流設定用基準電圧が印加され、モータ駆動クロックによ
り複数個のモータコイルのうち所定のモータコイルに所
定の方向の電流を供給してパルスモータを定電流駆動動
作させるパルスモータ定電流駆動回路において、前記モ
ータ駆動クロックの周波数情報を抽出する第１の回路
と、各モータコイルの励磁シーケンスの移行時に前記モ
ータコイルに生ずる逆起電力に起因して発生する過剰ト
ルクの発生周波数に対応して前記過剰トルクの大きさに
応じて定まる基準電圧を発生する第２の回路と、前記定
電流設定用基準電圧と、前記第２の回路からの電圧信号
との差または和電圧信号を出力する第３の回路と、を備
え、前記第３の回路からの出力により前記パルスモータ
を定電流駆動させるように構成されている。また、本発
明による５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電
流駆動回路は、定電流設定用基準電圧が印加され、モー
タ駆動クロックにより複数個のモータコイルのうち所定
のモータコイルに所定の方向の電流を供給してパルスモ
ータを定電流駆動動作させる５相パルスモータのバイポ
ーラペンタゴン定電流駆動回路において、前記モータ駆
動クロックの周波数情報を抽出する第１の回路と、該第
１の回路からの周波数情報に対応して定まる基準電圧信
号を出力する第２の回路と、前記定電流設定用基準電圧
と、前記第２の回路からの電圧信号との差または和電圧
信号を出力する第３の回路と、を備え、前記第３の回路
からの出力により前記パルスモータを定電流駆動させる
ように構成されている。
【００１７】
【作用】本発明では、通常、定電流化の基礎データとし
て用いることができないモータコイルに生ずる逆起電力
に起因する循環電流を利用し、予め過剰トルク抑制等、
トルクを抑圧したい周波数帯において循環電流によるト
ルク発生を加味して定電流電源からのパルスモータへの
電流供給を低減させることにより、パルスモータおよび
駆動回路の発熱、消費電力を低減している。
て用いることができないモータコイルに生ずる逆起電力
に起因する循環電流を利用し、予め過剰トルク抑制等、
トルクを抑圧したい周波数帯において循環電流によるト
ルク発生を加味して定電流電源からのパルスモータへの
電流供給を低減させることにより、パルスモータおよび
駆動回路の発熱、消費電力を低減している。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明によるパルスモータ定
電流駆動回路の一実施例を示すブロック図である。図
中、図７と同一符号が付されている構成部は同様機能を
有する構成部を示す。図７に示すようなハイサイド及び
ローサイドスイッチング素子、ハイサイド及びローサイ
ドフライホイールダイオード等から成るスイッチング素
子回路４は、分周器５と相分配回路６を介した駆動クロ
ックをシーケンス信号として所定のスイッチング素子に
供給する。スイッチング素子回路４からの電流は、パル
スモータの各モータコイルに供給され、図８に示すよう
な励磁シーケンスステップが実現される。
ながら説明する。図１は、本発明によるパルスモータ定
電流駆動回路の一実施例を示すブロック図である。図
中、図７と同一符号が付されている構成部は同様機能を
有する構成部を示す。図７に示すようなハイサイド及び
ローサイドスイッチング素子、ハイサイド及びローサイ
ドフライホイールダイオード等から成るスイッチング素
子回路４は、分周器５と相分配回路６を介した駆動クロ
ックをシーケンス信号として所定のスイッチング素子に
供給する。スイッチング素子回路４からの電流は、パル
スモータの各モータコイルに供給され、図８に示すよう
な励磁シーケンスステップが実現される。
【００１９】さて、パルスモータの回転方向（ＣＷ／Ｃ
ＣＷ）及び回転速度を規定する駆動指令クロック信号
は、リングカウンタ構成の分周器５で、パルスモータの
極数やフルステップモード、ハーフステップモード等に
より予め定めた分周比で分周される。分周器５からの分
周出力は、相分配回路６にて各励磁シーケンスステップ
状態を実現するため、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦ
Ｆを制御するシーケンス信号としてステッピングモータ
の所定のスイッチング素子に供給される。
ＣＷ）及び回転速度を規定する駆動指令クロック信号
は、リングカウンタ構成の分周器５で、パルスモータの
極数やフルステップモード、ハーフステップモード等に
より予め定めた分周比で分周される。分周器５からの分
周出力は、相分配回路６にて各励磁シーケンスステップ
状態を実現するため、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦ
Ｆを制御するシーケンス信号としてステッピングモータ
の所定のスイッチング素子に供給される。
【００２０】一方、Ｆ／Ｖ（周波数／電圧）変換器７
は、分周器５からの出力信号の周波数を電圧レベル信号
に変換して出力する。補償電圧設定器８は、Ｆ／Ｖ変換
器７からの出力の電圧レベルに応じた、つまり、駆動信
号周波数に対応した基準電圧（補償電圧）ＶR2を発生す
る。定電流設定用基準電圧源（可変電圧源でも可）１０
は、予め要求されるトルクに対応して設定された電圧Ｖ
R1を出力する。電圧加算器９は、補償電圧設定器８から
の基準電圧ＶR2を基準電圧源１０からの電圧ＶR1から減
算して定電流制御回路１に定電流化のための基準電圧Ｖ
ref.として送出する。定電流制御回路１は、電流検出器
２で検出された電流値に基づいて基準電圧Ｖref.を参照
して定電流スイッチング素子３を制御して定電流化作用
を行う。
は、分周器５からの出力信号の周波数を電圧レベル信号
に変換して出力する。補償電圧設定器８は、Ｆ／Ｖ変換
器７からの出力の電圧レベルに応じた、つまり、駆動信
号周波数に対応した基準電圧（補償電圧）ＶR2を発生す
る。定電流設定用基準電圧源（可変電圧源でも可）１０
は、予め要求されるトルクに対応して設定された電圧Ｖ
R1を出力する。電圧加算器９は、補償電圧設定器８から
の基準電圧ＶR2を基準電圧源１０からの電圧ＶR1から減
算して定電流制御回路１に定電流化のための基準電圧Ｖ
ref.として送出する。定電流制御回路１は、電流検出器
２で検出された電流値に基づいて基準電圧Ｖref.を参照
して定電流スイッチング素子３を制御して定電流化作用
を行う。
【００２１】図２には、駆動周波数とトルクとの関係が
示されている。基準電圧源１０からの基準電圧ＶR1に対
して図１３で説明したように、駆動周波数が高くなるに
従い過剰トルクが発生する。この過剰トルクを抑制して
略均一のトルクを得るため、補償電圧設定器８からは、
図３に示すように、過剰トルクの増大に応じて増大する
基準電圧（補償電圧）ＶR2が出力され、基準電圧ＶR1か
ら減算することにより、基準電圧Ｖref.が生成される。
こうして生成された基準電圧Ｖref.を用いることによ
り、過剰トルクのないトルク特性が得られることにな
る。すなわち、予めパルスモータの過剰トルクの発生す
る周波数帯域毎に、または過剰トルクを抑制するための
定電流源の基準電圧値のデータを取り、電気原点信号が
入力されたＦ／Ｖ変換回路を基に加算器９においてマイ
ナス加算をするための基準電圧ＶR1が生成される。
示されている。基準電圧源１０からの基準電圧ＶR1に対
して図１３で説明したように、駆動周波数が高くなるに
従い過剰トルクが発生する。この過剰トルクを抑制して
略均一のトルクを得るため、補償電圧設定器８からは、
図３に示すように、過剰トルクの増大に応じて増大する
基準電圧（補償電圧）ＶR2が出力され、基準電圧ＶR1か
ら減算することにより、基準電圧Ｖref.が生成される。
こうして生成された基準電圧Ｖref.を用いることによ
り、過剰トルクのないトルク特性が得られることにな
る。すなわち、予めパルスモータの過剰トルクの発生す
る周波数帯域毎に、または過剰トルクを抑制するための
定電流源の基準電圧値のデータを取り、電気原点信号が
入力されたＦ／Ｖ変換回路を基に加算器９においてマイ
ナス加算をするための基準電圧ＶR1が生成される。
【００２２】補償電圧設定器８は、このようにＦ／Ｖ変
換器７からの電圧信号に対応して定まる補償電圧として
の基準電圧を発生する回路であるが、単なる直線近似回
路、マルチレベルコンパレータ、折れ線近似回路入出力
特性が対数特性である対数増幅器、更には、入出力をテ
ーブル化してＲＯＭに記憶しておくＲＯＭ回路等で構成
することができる。
換器７からの電圧信号に対応して定まる補償電圧として
の基準電圧を発生する回路であるが、単なる直線近似回
路、マルチレベルコンパレータ、折れ線近似回路入出力
特性が対数特性である対数増幅器、更には、入出力をテ
ーブル化してＲＯＭに記憶しておくＲＯＭ回路等で構成
することができる。
【００２３】図４と図５には、本実施例の効果を示すた
めのフルステップモードとハーフステップモードに対す
るトルク−駆動周波数特性の実測例が示され、従来のト
ルク−駆動周波数特性と比較して、折れ線近似回路や対
数増幅器を用いた補償電圧設定器８の導入により過剰ト
ルクの発生が大幅に抑制され、略均一なトルク−駆動周
波数特性が得られることがわかる。
めのフルステップモードとハーフステップモードに対す
るトルク−駆動周波数特性の実測例が示され、従来のト
ルク−駆動周波数特性と比較して、折れ線近似回路や対
数増幅器を用いた補償電圧設定器８の導入により過剰ト
ルクの発生が大幅に抑制され、略均一なトルク−駆動周
波数特性が得られることがわかる。
【００２４】図６は、上述実施例の構成をまとめたブロ
ック図である。本構成においては、分周器５、相分配回
路６、スイッチング素子回路４等を主体とするモータコ
ントローラ３０からの信号は、定電流制御回路１、電流
検出器２、定電流スイッチング素子３等を主体とするバ
イポーラ定電流駆動回路２０により定電流化されてパル
スモータに供給される。モータコントローラ３０からの
周波数信号は、Ｆ／Ｖ変換器７で電圧信号に変換され、
補償電圧設定器８に供給され、加算器９に対して基準電
圧ＶR2が供給される。加算器９は、定電流設定用基準電
圧源１０からの基準電圧ＶR1から基準電圧ＶR2を減算し
て基準電圧Ｖref.をバイポーラ定電流駆動回路２０に供
給する。
ック図である。本構成においては、分周器５、相分配回
路６、スイッチング素子回路４等を主体とするモータコ
ントローラ３０からの信号は、定電流制御回路１、電流
検出器２、定電流スイッチング素子３等を主体とするバ
イポーラ定電流駆動回路２０により定電流化されてパル
スモータに供給される。モータコントローラ３０からの
周波数信号は、Ｆ／Ｖ変換器７で電圧信号に変換され、
補償電圧設定器８に供給され、加算器９に対して基準電
圧ＶR2が供給される。加算器９は、定電流設定用基準電
圧源１０からの基準電圧ＶR1から基準電圧ＶR2を減算し
て基準電圧Ｖref.をバイポーラ定電流駆動回路２０に供
給する。
【００２５】上述実施例の他、本発明によれば、周波数
／電圧変換回路の出力を基に定電流電源の基準電圧を任
意の値に設定できるため、例えば、モータが慣性値の大
きな負荷を駆動、停止する場合や、非線形的な加・減速
を要求された場合、瞬間的な基準電圧の上昇によって、
応答特性を向上させることができる。
／電圧変換回路の出力を基に定電流電源の基準電圧を任
意の値に設定できるため、例えば、モータが慣性値の大
きな負荷を駆動、停止する場合や、非線形的な加・減速
を要求された場合、瞬間的な基準電圧の上昇によって、
応答特性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるパル
スモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポ
ーラペンタゴン定電流駆動回路は、定電流化の基礎デー
タとして用いることができないモータコイルに生ずる逆
起電力に起因する循環電流を利用し、予め過剰トルク抑
制等、トルクを抑圧したい周波数帯において循環電流に
よるトルク発生を加味して定電流電源からのパルスモー
タへの電流供給を低減させているので、パルスモータお
よび駆動回路の発熱、消費電力を大幅に低減することが
可能となる。また、本発明によれば、瞬間的な基準電圧
の上昇によって、非線形的な加・減速に対する応答特性
が改善される。
スモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポ
ーラペンタゴン定電流駆動回路は、定電流化の基礎デー
タとして用いることができないモータコイルに生ずる逆
起電力に起因する循環電流を利用し、予め過剰トルク抑
制等、トルクを抑圧したい周波数帯において循環電流に
よるトルク発生を加味して定電流電源からのパルスモー
タへの電流供給を低減させているので、パルスモータお
よび駆動回路の発熱、消費電力を大幅に低減することが
可能となる。また、本発明によれば、瞬間的な基準電圧
の上昇によって、非線形的な加・減速に対する応答特性
が改善される。
【図１】本発明によるパルスモータ定電流駆動回路の一
実施例を示す構成ブロック図である。
実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】駆動周波数とトルクとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例における駆動周波数とトルクと
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例の効果を説明するためのフルス
テップモードにおけるトルク−駆動周波数特性の実測例
が示す図である。
テップモードにおけるトルク−駆動周波数特性の実測例
が示す図である。
【図５】本発明の実施例の効果を説明するためのハーフ
ステップモードにおけるトルク−駆動周波数特性の実測
例を示す図である。
ステップモードにおけるトルク−駆動周波数特性の実測
例を示す図である。
【図６】上述本発明の実施例の構成をまとめたブロック
図である。
図である。
【図７】パルスモータを駆動する従来の５相バイポーラ
ペンタゴン結線方式駆動回路である。
ペンタゴン結線方式駆動回路である。
【図８】図７に示す５相バイポーラペンタゴン結線のパ
ルスモータ駆動方式のフルステップ駆動におけるモータ
コイルの各接続点の電流流入点と流出点及び電流の流れ
についての励磁シーケンス状態図である。
ルスモータ駆動方式のフルステップ駆動におけるモータ
コイルの各接続点の電流流入点と流出点及び電流の流れ
についての励磁シーケンス状態図である。
【図９】図８に示すステップＳ１における駆動回路系の
電流Ｉ1とＩ2の流れを示す図である。
電流Ｉ1とＩ2の流れを示す図である。
【図１０】図８におけるステップＳ１からＳ２への過渡
状態の循環電流の流れの状態図である。
状態の循環電流の流れの状態図である。
【図１１】図８に示す各シーケンスステップの各移行時
にモータコイルの逆起電力により発生する循環電流を示
す図である。
にモータコイルの逆起電力により発生する循環電流を示
す図である。
【図１２】モータの分解能を図８と比較して２倍とする
ため、励磁シーケンスのステップ数を２倍の２０ステッ
プとしたハーフステップモードにおけるステップＳ１〜
Ｓ１０のモータコイルの接続点の電流流入点と流出点、
電流の流れ及びモータコイルの逆起電力により発生する
循環電流を示す図である。
ため、励磁シーケンスのステップ数を２倍の２０ステッ
プとしたハーフステップモードにおけるステップＳ１〜
Ｓ１０のモータコイルの接続点の電流流入点と流出点、
電流の流れ及びモータコイルの逆起電力により発生する
循環電流を示す図である。
【図１３】図１２のハーフステップモードにおけるステ
ップＳ１１〜Ｓ２０のモータコイルの接続点の電流流入
点と流出点、電流の流れ及びモータコイルの逆起電力に
より発生する循環電流を示す図である。
ップＳ１１〜Ｓ２０のモータコイルの接続点の電流流入
点と流出点、電流の流れ及びモータコイルの逆起電力に
より発生する循環電流を示す図である。
【図１４】図８のフルステップ励磁シーケンスと図１２
と図１３のハーフステップ励磁シーケンスにおけるパル
スモータの駆動周波数と発生するトルクとの関係を示す
図である。
と図１３のハーフステップ励磁シーケンスにおけるパル
スモータの駆動周波数と発生するトルクとの関係を示す
図である。
【符号の説明】 １ 定電流制御回路 ２ 電流検出器 ３ 定電流スイッチング素子 ４ スイッチング素子回路 ５ 分周器 ６ 相分配回路 ７ Ｆ／Ｖ（周波数／電圧）変換器 ８ 補償電圧設定器 ９ 加算器 １０ 定電流設定用基準電圧源 ２０ バイポーラ定電流駆動回路 ３０ モータコントローラ
フロントページの続き (72)発明者 大 澤 真 之 東京都文京区本郷２丁目16番13号 日本 パルスモーター株式会社内 (72)発明者 三 上 明 久 東京都文京区本郷２丁目16番13号 日本 パルスモーター株式会社内 (72)発明者 遠 藤 一 弥 東京都文京区本郷２丁目16番13号 日本 パルスモーター株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−294295（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−145894（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−368499（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 8/00 - 8/38
Claims (2)
- 【請求項１】定電流設定用基準電圧が印加され、モータ
駆動クロックにより複数個のモータコイルのうち所定の
モータコイルに所定の方向の電流を供給してパルスモー
タを定電流駆動動作させるパルスモータ定電流駆動回路
において、 前記モータ駆動クロックの周波数情報を抽出する第１の
回路と、各モータコイルの励磁シーケンスの移行時に前記モータ
コイルに生ずる逆起電力に起因して発生する過剰トルク
の発生周波数に対応して前記過剰トルクの大きさに応じ
て定まる基準電圧を発生する 第２の回路と、 前記定電流設定用基準電圧と、前記第２の回路からの電
圧信号との差または和電圧信号を出力する第３の回路
と、 を備え、前記第３の回路からの出力により前記パルスモ
ータを定電流駆動させることを特徴とするパルスモータ
定電流駆動回路。 - 【請求項２】定電流設定用基準電圧が印加され、モータ
駆動クロックにより複数個のモータコイルのうち所定の
モータコイルに所定の方向の電流を供給してパルスモー
タを定電流駆動動作させる５相パルスモータのバイポー
ラペンタゴン定電流駆動回路において、 前記モータ駆動クロックの周波数情報を抽出する第１の
回路と、 該第１の回路からの周波数情報に対応して定まる基準電
圧信号を出力する第２の回路と、 前記定電流設定用基準電圧と、前記第２の回路からの電
圧信号との差または和電圧信号を出力する第３の回路
と、 を備え、前記第３の回路からの出力により前記パルスモ
ータを定電流駆動させることを特徴とする５相パルスモ
ータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13993693A JP3135746B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | パルスモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13993693A JP3135746B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | パルスモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335292A JPH06335292A (ja) | 1994-12-02 |
| JP3135746B2 true JP3135746B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15257124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13993693A Expired - Fee Related JP3135746B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | パルスモータ定電流駆動回路及び５相パルスモータのバイポーラペンタゴン定電流駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3135746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7160373B2 (ja) * | 2020-09-11 | 2022-10-25 | 株式会社旭エンジニアリング | ステッピングモータの駆動装置 |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP13993693A patent/JP3135746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06335292A (ja) | 1994-12-02 |
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