JPH01194899A - ステップモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はプリンタの紙送り、印字位置制御及びＸＹプ
ロッタのペン制御等、マイクロコンピュータの周辺機器
の位置決めに多用されるステップモータの駆動装置に関
し、さらに詳しくはステップモータの加速時間を短くす
るステップモータの駆動装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は、例えば「電気学会論文誌」第９３巻Ｂ第８号
第３４８頁に示されているステップモータを閉ループ制
御と間ループ制御で駆動する場合の従来のステップモー
タの駆動装置の駆動パターンを示す説明図である。この
バターによるステップモータの駆動は、（６）の領域で
加速し、（８）の領域で減速し、そして最後に（７）の
低速の閏ループ制御に移行する。（６）（８）の領域で
は、ロータ回転角を検出しながら、励磁を切り換える閉
ループ駆動であり、（６）の領域では、モータの発生ト
ルクが加速に寄与するロータ回転角度において励磁を切
り換え、（８）の領域では、トルクが減速に寄与するロ
ータ回転角度で励磁を切り換える。（７）の領域は、等
時間間隔で励磁を切り換える開ループ駆動であり、励磁
切り喚えを等時間間隔のままで打ち切った場合でも所定
の位置に停止できるように、充分に低速に設定されてい
る。

目標位置の変化に対しては、低速領域（７）の長さを調
節することによって行う。このため、閉ループ制御領域
（６）、（８）の制御は、目標位置の変化に影響される
ことはない。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ 従来のステップモータの駆動装置は以上のように構成さ
れているので、目標位置の変化に対して、低速領域（７
）が大きくなって、目標位置までの移動時間（以下アク
セス時間という）が急激に増大し、また、ロータ回転速
度を所望の値に制御することができないなどの問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、目標位置が大きく変化する位置決め機構にお
いて、アクセス時間を大幅に短縮できるとともに、最大
応答周波数以下の範囲において、所望の一定駆動周波数
が得られるステップモータの駆動装置を得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この発明のステップモータの駆動装置は、ステップモー
タのステータの各励磁巻線を順次切り換えることにより
、上記ステップモータを回転制御するものにおいて、上
記ステップモータの起動時に、上記ステップモータの動
トルクが上記ステップモータのロータの回転方向に作用
するように、上記励磁の切り換えの時間をロータ回転角
の位置帰還によフて閉ループ制御する第１の励磁切り換
え手段と、上記ステップモータの起動後に、間ループ開
運によって等しい時閉間隔で上記励磁の切り換えを行う
第２の励磁切り換え手段とを備えたものである。

［作用］ この発明におけるステップモータの駆動装置は、開ルー
プ駆動の最大一定駆動周波数域のステップ数を可変とす
ることにより、制御方式を複雑にすることなくアクセス
時間を大幅に短縮し、起動時及び加速時においては閉ル
ープ駆動することにより、摩擦や製品の固体差による負
荷の変動に対しても安定な動作が得られ、また、最大周
波数以下の範囲において、所望の一定駆動周波数が得ら
れ［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図を参照して詳細に説明す
る。

第１図はこの発明のステップモータの駆動装置を示すブ
ロック図である。第１図において、（１）は中央処理装
置（以下ＣＰＵという）　、（２）は駆動回路、（３）
は直流電源、（４）はステップモータ、（５）は位置検
出回路である。第２図はその駆動パターンを示す説明図
である ＣＰＵ（１）は第２図に示す駆動パターンに従ってステ
ップモータ（４）を目標位置まで回転させる。

第２図の（６）は加速領域であり、閉ループ駆動によっ
て停止状態のロータを起動し、所望の速度まで加速する
。このとき、まず、ＣＰ　Ｕ　（１）は駆動回路（２）
に駆動信号を送出し、駆動回路（２）は直流電源（３）
の電圧をステップモータ（４）のステータ巻線に供給し
、ステップモータ（４）を２相励磁で駆動する。

その後、位置検出回路（５）はステータ巻線電流からロ
ータ回転角θを検出する。そして、静的安定回転角から
のロータ回転σが次式に達したときに、ＣＰＵ（１）は
次の駆動パルスを駆動回路（２）に送出する。

ここで、λはステ、ツブ角度、Ｒは巻線抵抗、Ｌは巻線
の自己インダクタンス、そしてωはロータ回転速度であ
る。また、ωは駆動パルス間隔Δｔによって、次式で与
えられる。

ω＝入／Δを 第２図の（７）は、一定駆動周波数領域であり、闇ルー
プ駆動し、ステップ数を調整して、ステップモータ（４
）の停止位置を目標位置に一致させる。

ＣＰ　Ｌｌ　（１）はωが所定の値を越えたパルスタイ
ミングから、領域（７）に移行し、所定の時間間隔て等
ピッチの励磁切り喚えを行う。

第２図の（８）は、制動領域であり、閉ループ駆動で減
速する。ＣＰＵ（１）は、目標位置から制動領域に費や
すステップ数を引いたステップ数に到達したパルスタイ
ミングから、領域（７）から（８）へ移行する。そして
静的安定回転角からのロータ回転角百が次式に達したと
きに、ＣＰ　Ｕ　（１）は駆動パルスを駆動回路（２）
へ送出する。

２　　　π　　　　　２Ｒλ ［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ステップモータのス
テータの各励磁巻線を順次切り換えることにより、上記
ステップモータを回転＃Ｊ＊するものにおいて、上記ス
テップモータの起動時に、上記ステップモータの動トル
クが上記ステップモータのロータの回転方向に作用する
ように、上記励磁の切り換えの時間をロータ回転角の位
置帰還によって閏ループ制御する第１の励磁切り換え手
段と、上記ステップモータの起動後に、閏ループ制御に
よって等しい時間間隔で上記励磁の切り換えを行う第２
の励磁切り換え手段とをイーえたものにし、最大周波数
の速度領域を間ループ駆動でステップ数を可変としたの
で、移動距離が大きく変化する位置決め機構においても
アクセス時間を大幅に短縮できるステップモータの駆動
装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のステップモータの駆動装
置を示すブロック図、第２図はその駆動パターンを示す
説明図、第３図は従来例による駆動パターンを示す説明
図である。 図において、（１）は中央処理装置、（２）は駆動回路
、（３）は直流電源、（４）はステップモータ、（５）
は位置検出回路、（６）は閉ループ駆動の加速領域、（
７）は開ループ駆動の領域、（８）は閉ループ駆動の減
速領域である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ステップモータのステータの各励磁巻線を順次切り換
   えることにより、上記ステップモータを回転制御するも
   のにおいて、上記ステップモータの起動時に、上記ステ
   ップモータの動トルクが上記ステップモータのロータの
   回転方向に作用するように、上記励磁の切り換えの時間
   をロータ回転角の位置帰還によって閉ループ制御する第
   １の励磁切り換え手段と、上記ステップモータの起動後
   に、開ループ制御によって等しい時間間隔で上記励磁の
   切り換えを行う第２の励磁切り換え手段とを備えたこと
   を特徴とするステップモータの駆動装置。