JPH03226300A - ステッピングモータの駆動方法および駆動回路 - 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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明はステッピングモータの駆動方法および駆動回路
に関する。

ｂ、　従来の技術 ステッピングモータの一相分の電圧方程式は、電圧を■
、電流をｉ、巻線抵抗をＲ、インダクタンスをし、逆起
電圧係数をに７、回転角をθとするとき次式で与えられ
る。

一定電圧でステッピングモータを駆動すると、高い周波
数のときには（１）式の第３項の影響により電流の遅れ
が生じ、駆動トルクが第２図の破線に示すように大幅に
減少する。

これを防止するために全相電流を検出し、これを一定値
に保つように電流を制御する方法がある。

第５図はこの方法を実施するための回路の一例である。

インバータＩＮＶに流れ込む全電流を電流検出器Ｓで検
出し、これが一定になるように電力制御部ＰＷＣの出力
電流を制御する。パルス指令信号Ｃに従って励磁シーケ
ンサＳＥＱがシーケンス信号をインバータＩＮＶに送り
、インバータＩＮＶ　はステッピングモータの各巻線に
励Ｍｉ電流を送る。

この駆動方法によるときは（１）式の第２項のインダク
タンスしに比例する回生電流の影響を大きく受け、第２
図の一点鎖線で示すように、高速域においてトルクが増
大する等の影響が現れる。

定トルク駆動を行なうために、ステッピングモータの各
相電流を検出して各相毎に独立に定電流制御を行えば定
トルク運転を行なうことができる。

しかしこの方法では回路が極めて複雑になり、実用的で
はない。

Ｃ３発明が解決しようとするＩ雁 木発明は各相毎の電流の測定および制御を行なうことな
く、高速域まで定トルク駆動を行なうことができるステ
ッピングモータの駆動方法および駆動回路を提案するこ
とを課題とする。

ｄ、　課題を解決するための手段 上記課題は、電力制御部でインバータに送る電力を制御
し、外部から送られるパルス指令信号毎に励磁シーケン
サで励磁シーケンス信号を作り、励磁シーケンサからの
シーケンス信号に基づいてインバータからステッピング
モータの各相Ｓ線に巻線電流を送るステッピングモータ
の駆動方法において、パルス周波数とともに直線的に増
加する信号を関数発生器で作り、関数発生器の出力に基
づいて電力制御部の出力電圧をパルス周波数とともに直
線的に増加するように制御することを特徴とするステッ
ピングモータの駆動方法、およびインバータに送る電力
を制御する電力制御部と、外部から送られるパルス指令
信号毎に励磁シーケンス信号を作る励磁シーケンサと、
励磁シーケンサからの励磁シーケンス信号に基づいてス
テッピングモータの各相巻線に巻線電流を送るインバー
タを備えるステ７ビングモータの駆動回路において、パ
ルス周波数とともに直線的−に増加する信号を作る関数
発注器を備え、電力制御部の出力電圧が関数発生器の出
力に基づいてパルス周波数とともに直線的に増加するこ
とを特徴とするステッピングモータの駆動回路によって
解決された。

ｅ、　　作　　用 ステッピングモータはパルス周波数に同期して回転する
モータであり、入力周波数により回転速度ｄθ／ｄｔは
決定される。また第（１）式における抵抗Ｒ、インダク
タンスし、逆起電圧係数ＫＥ等のモータ定数はモータの
形番が決まれば既知となり、回転数が与えられたとき一
定トルクを与える電圧は一義的に決定される。−船釣に
その関係は第３図の実線で示すように直線的になる。し
たがって励磁シーケンサに入力されるパルス指令によっ
て指定されるパルス周波数に従って指令電圧を発生させ
、インバータに印加される電圧をこの値になるように電
力制御部で制御することにより、一定トルクを発生させ
る電力をモータに供給できる。この時、第２図の実線に
示すように速度トルク特性を広い範囲で一定とすること
ができる。トルク特性を速度に応じて変化させる必要が
ある場合には、第３図の破線に示すように直線関係から
外すことにより希望のトルク特性を実現することができ
る。

ｆ、実施例 第１図は本発明に係る駆動方法および駆動回路の好まし
い実施例のブロックダイヤグラムである。

パルス指令信号Ｃに従って励磁シーケンサＳＥＱがシー
ケンス信号をインバータＩＮＶに送る。他方関数発生器
ＦＶＧはパルス指令信号Ｃによって指定されるパルス周
波数とともに直線的に増加する電圧信号を発生し、電源
ｐｓに接続されている電力制御部ＰＩＩＧは関数発生器
ＦＶＧの出力信号に応じてパルス周波数とともに直線的
に増加する電圧をインバータＩＮＶに印加する。インバ
ータの入力電圧は分割抵抗Ｒｒ、Ｒｚを介して電力制御
部ｐｓｉｃに帰還されている。インバータＩＮＶはシー
ケンス信号に基づいてステッピングモータの各相巻線に
巻線電流を供給する。

第４図は電力制御部Ｐ稠Ｃのブロックダイヤグラムであ
る。

関数発生器の出力電圧と、分割抵抗Ｒ，，Ｒ，から帰還
された分割電圧が差動増幅器ＡＭＰで比較され、差動増
幅器の出力に応じてパルス幅が変化するパルスをパルス
発生器ＰＷＭが発生する。パルス発生器Ｐａｌの出力に
応じてスイッチング素子Ｓ−を制御し、スイッチング素
子の出力の高周波成分をフィルタＦでカットする。この
結果、関数発生器の出力電圧に対応する電圧が電力制御
部ｐｗｃの出力電圧として得ることができる。

ｇ、　発明の効果 従来の電流帰還形の制御では、電流がトルクと一対一の
関係にあったため瞬時値制御を要求した。

これは制御条件がくずれた場合振動の発生原因となる等
の悪影響を与えていた。また、本質的に、高い周波数で
駆動するステッピングモータでは、インダクタンスの影
響を無視出来る電流制御は不可能に近く、回路上の工夫
を必要とした０本発明に係る制御法は基本的には電圧制
御であるため、トルクを決定する電流とは積分の関係と
なっているので、制御感度を上げる必要がない。また電
圧駆動はモータに電気的制動をかけるので振動抑制効果
もある。また本制御法によれば指令周波数に対し負荷の
要求トルクに見合う任意のトルクを発生させることも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステッピングモータの駆動方法お
よび駆動回路の好ましい実施例のブロックダイヤグラム
、第２図は本発明に係る駆動方法および駆動回路の周波
数／トルク特性（実線）および従来技術による周波数／
トルク特性（破線と一点鎖線）を示すグラフ、第３図は
本発明に係るステッピングモータの駆動方法および駆動
回路におけるインバータへの印加電圧と周波数の関係を
示すグラフ（実線は定トルク特性、破線はトルクを変化
させる場合）、第４図は本発明に係るステッピングモー
タの駆動方法および駆動回路における電力制御部の一例
のブロックダイヤグラム、第５図は従来技術によるステ
ッピングモータの制御回路の一例のブロックダイヤグラ
ムである。 ＡＭＰ・・・差動増幅器、　Ｃ・・・パルス指令信号、
Ｆ・・・フィルター、　　ＦＶＧ・・・関数発生器、Ｉ
ＮＶ・・・インバータ、　Ｍ・・・ステッピングモータ
、ｐｓ・・・電源、　　　　　Ｒ＋、Ｒｚ・・・分割抵
抗、５ＥＩＩ・・・励磁シーケンサ、 Ｓ−・・・スイッチング素子、 ｆ・・・パルス周波数、　　τ・・・トルク、■・・・
電圧。 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力制御部でインバータに送る電力を制御し、外
   部から送られるパルス指令信号毎に励磁シーケンサで励
   磁シーケンス信号を作り、励磁シーケンサからのシーケ
   ンス信号に基づいてインバータからステッピングモータ
   の各相巻線に巻線電流を送るステッピングモータの駆動
   方法において、パルス周波数とともに直線的に増加する
   信号を関数発生器で作り、関数発生器の出力に基づいて
   電力制御部の出力電圧をパルス周波数とともに直線的に
   増加するように制御することを特徴とするステッピング
   モータの駆動方法。
2. （２）インバータに送る電力を制御する電力制御部と、
   外部から送られるパルス指令信号毎に励磁シーケンス信
   号を作る励磁シーケンサと、励磁シーケンサからの励磁
   シーケンス信号に基づいてステッピングモータの各相巻
   線に巻線電流を送るインバータを備えるステッピングモ
   ータの駆動回路において、パルス周波数とともに直線的
   に増加する信号を作る関数発生器を備え、電力制御部の
   出力電圧が関数発生器の出力に基づいてパルス周波数と
   ともに直線的に増加することを特徴とするステッピング
   モータの駆動回路。