JP5384536B2 - ステッピングモータの駆動回路、ステッピングモータの駆動方法、チューブポンプ、及びチューブポンプの駆動方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る医療機器に適用されるチューブポンプの駆動装置を示す図である。この医療機器は、例えば透析装置であり、チューブポンプにより透析対象の血液を搬送する。このチューブポンプは、この図1に示す駆動装置1の駆動モータ2により直接ロータ部が駆動され、これにより騒音が低減され、さらに手動操作時の操作性が向上される。
上述したように、制御マイコン22において、電流振幅演算部22Fは、角度偏差演算部22Dで計算される位置偏差に応じて駆動モータ2の駆動電流の振幅値を計算する。この実施の形態において、電流振幅演算部22Fは、位置偏差が最小回転角度(最小分解能)より大きい場合、駆動モータ2の定格電流値に対応するように振幅値を設定する。これに対して位置偏差が最小回転角度より小さい場合、位置偏差が小さくなるに従って定格電流値より駆動電流値が小さくなるように、駆動電流の振幅値を設定する。これにより制御マイコン22は、駆動モータの回転停止時、位置偏差が大きくなるに従って駆動電流の振幅値が大きくなるように、位置偏差に応じて振幅値を計算する。より具体的には、位置偏差の2乗値に比例するように駆動電流の振幅値を設定する。またさらに位置偏差が一定値以下の範囲では、駆動電流の振幅値を一定値に設定する。
ところで駆動装置1において、第2の位置検出器6を構成する磁石9及び集積回路10は、それぞれ駆動モータ2の回転軸4に対して取り付け誤差が発生し、これにより集積回路10によって検出される回転軸4の回転位置は、ばらつくことになる。従ってこの集積回路10で検出される回転位置を基準にした駆動電流の制御では、駆動モータ2によるトルクが回転位置によって変動することになる。
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施の形態の構成を種々に変更することができる。
2 ステッピングモータ
4 回転軸
5、6 位置検出器
7 スリット板
8 フォトセンサ
9 磁石
10 集積回路
12 カバー
13 配線基板
21 コントローラ
22 制御マイコン
22A、24A 指令パルス角度演算部
22B、24B エンコーダ角度演算部
22C 補正/原点テーブル
22D 角度偏差演算部
22E 励磁角度調整部
22F 電流振幅演算部
22G 電流指令演算部
22H モータ電流取得部
22I 相逆変換部
22J 電流偏差演算部
22K PI制御演算部
22L 相変換部
22M PWM出力処理部
23 インバータ
24 監視マイコン
24C エンコーダ原点設定部
24D 回転監視処理部
24E アラーム処理部
25、26 電流センサ
31、35、41 I/Oモジュール
32、42 タイマモジュール
33 カウンタモジュール
34、44 ADCモジュール
43 SPIモジュール
45 PWMモジュール
Claims (6)
- ステッピングモータの駆動を制御する制御用のコントローラを有し、
前記制御用のコントローラは、
前記ステッピングモータに設けられた制御用の位置検出器により、前記ステッピングモータの回転位置を検出する制御用の位置検出部と、
前記ステッピングモータの回転位置の指令情報を受け付ける回転指令情報入力部と、
前記制御用の位置検出部で検出される前記ステッピングモータの回転位置と、前記指令情報による回転位置との位置偏差を算出する制御用の偏差演算部と、
前記位置偏差に応じて前記ステッピングモータに設けられたステータ巻き線の駆動を切り換えて、前記指令情報に対応する回転位置に前記ステッピングモータを回転させるようにして、前記ステッピングモータの回転停止時の前記ステータ巻き線に供給する駆動電流の振幅値を、前記制御用の偏差演算部で算出される位置偏差に応じて増減させる振幅値設定部とを備え、
前記振幅値設定部は、
前記位置偏差が前記ステッピングモータの最小回転角度より小さく、かつ一定値より大きい場合、前記位置偏差の2乗値に比例させて前記振幅値を設定し、
前記位置偏差が最小回転角度より大きい場合、前記振幅値を定格電流値に設定し、
前記位置偏差が前記一定値より小さい場合、前記振幅値を一定値に設定する
ステッピングモータの駆動回路。 - さらに前記制御用のコントローラとは個別に監視用のコントローラを有し、
前記監視用のコントローラは、
前記制御用の位置検出器とは別に前記ステッピングモータに設けられた監視用の位置検出器により、前記ステッピングモータの回転位置を検出する監視用の位置検出部と、
前記監視用の位置検出部で検出される前記ステッピングモータの回転位置と、前記指令情報による回転位置との位置偏差を算出する監視用の偏差演算部と、
前記監視用の偏差演算部で算出される位置偏差を判定して前記ステッピングモータの回転の異常を検出し、警報を出力する判定部と、
を備える請求項1に記載のステッピングモータの駆動回路。 - 前記制御用の位置検出部は、
メモリに記録された補正値により、前記制御用の位置検出器によって検出される前記ステッピングモータの回転位置を補正し、
前記メモリに記録された補正値が、
前記指令情報により前記ステッピングモータを一定角度ずつ回転させて前記制御用の位置検出器により前記ステッピングモータの回転位置を検出して求められた補正値である
請求項1、又は請求項2に記載のステッピングモータの駆動回路。 - ステッピングモータに設けられた制御用の位置検出器により、前記ステッピングモータの回転位置を検出する制御用の位置検出ステップと、
前記ステッピングモータの回転位置の指令情報を受け付ける回転指令情報入力ステップと、
前記制御用の位置検出ステップで検出される前記ステッピングモータの回転位置と、前記指令情報による回転位置との位置偏差を算出する制御用の偏差演算ステップと、
前記位置偏差に応じて前記ステッピングモータに設けられたステータ巻き線の駆動を切り換えて、前記指令情報に対応する回転位置に前記ステッピングモータを回転させるようにして、前記ステッピングモータの回転停止時の前記ステータ巻き線に供給する駆動電流の振幅値を、前記制御用の偏差演算部で算出される位置偏差に応じて増減させる振幅値設定ステップとを備え、
前記振幅値設定ステップは、
前記位置偏差が前記ステッピングモータの最小回転角度より小さく、かつ一定値より大きい場合、前記位置偏差の2乗値に比例させて前記振幅値を設定し、
前記位置偏差が最小回転角度より大きい場合、前記振幅値を定格電流値に設定し、
前記位置偏差が前記一定値より小さい場合、前記振幅値を一定値に設定する
ステッピングモータの駆動方法。 - 押圧ローラを有するロータ部を駆動モータによって回転させ、液体が流通するチューブを押圧ローラでしごくことにより、前記チューブ内の液体を送出するチューブポンプにおいて、
前記駆動モータがステッピングモータであり、
前記ステッピングモータの駆動を制御する制御用のコントローラを有し、
前記制御用のコントローラは、
前記ステッピングモータに設けられた制御用の位置検出器により、前記ステッピングモータの回転位置を検出する制御用の位置検出部と、
前記ステッピングモータの回転位置の指令情報を受け付ける回転指令情報入力部と、
前記制御用の位置検出部で検出される前記ステッピングモータの回転位置と、前記指令情報による回転位置との位置偏差を算出する制御用の偏差演算部と、
前記位置偏差に応じて前記ステッピングモータに設けられたステータ巻き線の駆動を切り換えて、前記指令情報に対応する回転位置に前記ステッピングモータを回転させるようにして、前記ステッピングモータの回転停止時の前記ステータ巻き線に供給する駆動電流の振幅値を、前記制御用の偏差演算部で算出される位置偏差に応じて増減させる振幅値設定部とを備え、
前記振幅値設定部は、
前記位置偏差が前記ステッピングモータの最小回転角度より小さく、かつ一定値より大きい場合、前記位置偏差の2乗値に比例させて前記振幅値を設定し、
前記位置偏差が最小回転角度より大きい場合、前記振幅値を定格電流値に設定し、
前記位置偏差が前記一定値より小さい場合、前記振幅値を一定値に設定する
チューブポンプ。 - 押圧ローラを有するロータ部を駆動モータによって回転させ、液体が流通するチューブを押圧ローラでしごくことにより、前記チューブ内の液体を送出するチューブポンプの駆動方法において、
前記駆動モータがステッピングモータであり、
前記チューブポンプの駆動方法は、
前記ステッピングモータに設けられた制御用の位置検出器により、前記ステッピングモータの回転位置を検出する制御用の位置検出ステップと、
前記ステッピングモータの回転位置の指令情報を受け付ける回転指令情報入力ステップと、
前記制御用の位置検出ステップで検出される前記ステッピングモータの回転位置と、前記指令情報による回転位置との位置偏差を算出する制御用の偏差演算ステップと、
前記位置偏差に応じて前記ステッピングモータに設けられたステータ巻き線の駆動を切り換えて、前記指令情報に対応する回転位置に前記ステッピングモータを回転させるようにして、前記ステッピングモータの回転停止時の前記ステータ巻き線に供給する駆動電流の振幅値を、前記制御用の偏差演算部で算出される位置偏差に応じて増減させる振幅値設定ステップとを備え、
前記振幅値設定ステップは、
前記位置偏差が前記ステッピングモータの最小回転角度より小さく、かつ一定値より大きい場合、前記位置偏差の2乗値に比例させて前記振幅値を設定し、
前記位置偏差が最小回転角度より大きい場合、前記振幅値を定格電流値に設定し、
前記位置偏差が前記一定値より小さい場合、前記振幅値を一定値に設定する
チューブポンプの駆動方法。
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