JPH0446594A - ステッピングモータの制御方法 - 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】 〔概要〕 ステッピングモータの制御方法に関し、１相励磁状態の
時と２相励磁状態の時とのトルクの差に基づく、位置精
度の差を少なくし、回転の乱れや回転ムラを生じないよ
うなステッピングモータの制御方法を提供することを目
的とし、１−２相励磁、３−４相励磁、４−５相励磁等
のように励磁数を可変して駆動するステッピングモータ
の制御方法において、多い励磁数の時と少ない励磁数の
時とで、１相当たりのモータに印加する電流値を変化さ
せるようにしたことを特徴とするステッピングモータの
制御方法を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はステッピングモータの制御方法に関する。

ステッピングモータは、オープンループ方式で位置決め
制御が行なえるなど、簡単な構成でシステムに組み込む
ことができる為、プリンター、ファクシミリ等のオフィ
ス・オートメーション（ＯＡ）機器における紙送り機構
のモータや、数値制御（ＮＣ）工作機械などのテーブル
位置決め用モーターとして広く使用されている。このよ
うなステッピングモータの制御方式としては、２相モー
タを例にとると、１相励磁、２相励磁、１−２相励磁（
１相励磁と２相励磁とを繰り返すもの）などの駆動方式
があるが、分解能を高（するには１−２相励磁が他の２
つの方式より１ステツプ角が２分の１と細かくなって優
れているが、ｌ相を励磁し次に２相を励磁するとき、又
はその逆のときにトルクの差（トルクリップル）が発生
し、少なからず回転が乱されるという問題があるので、
このような回転ムラの生じないようなステッピングモー
タの制御方法が要求されている。

〔従来の技術〕

従来、ステッピングモータの位置決めの分解能を高くす
る場合、２相モータにおいては、１相励磁状態と２相励
磁状態とを繰り返す駆動方式、即ち１−２相励磁とする
ことが有利である。これは、１−２相励磁の場合には、
１相励磁状態と２相励磁状態とを繰り返すことにより、
１ステツプ角が１相励磁又は２相励磁の場合より２分の
１に細分化され、分解能が高くなるからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、１−２相励磁の場合は、１相励磁状態の
時と２相励磁状態の時でトルクに差が有るので、モータ
が１相励磁状態で停止するか、２相励磁状態で停止する
かで位置精度が異なるという問題点があった。これを第
４図を参照して説明する。第４図はステッピングモータ
における通常のホールディング時のトルク−角度特性を
示すものであり、横軸を角度（θ）、縦軸をトルク（Ｔ
）とする。図において、 Ｔ、（−Ｔ！　）：　２相励磁状態の最大トルクＴ、（
−Ｔ、）：　１相励磁状態の最大トルクとし、所定の負
荷トルクをＴｏとすると、二〇Ｔ０に対応する２相励磁
の場合と１相励磁の場合の角度が、 θ２　：２相励磁状態の時の安定点 θ、：１相励磁状態の時の安定点 であり、この図においてθ１−θ２が位置精度の差とな
る。即ち、モータが１相励磁状態で停止する場合と２相
励磁状態で停止する場合とで、θ１−θ２の位置精度の
差が生ずる。また、この位置精度の差によりモータの回
転が乱されるという問題もある。

そこで、本発明では、１相励磁状態の時と２相励磁状態
の時とのトルクの差に基づく、位置精度の差を少なくし
、回転の乱れや回転ムラを生じないようなステッピング
モータの制御方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために、本発明では、１−２
相励磁、３−４相励磁、４−５相励磁等のように励磁数
を可変して駆動するステッピングモータの制御方法にお
いて、多い励磁数の時と少ない励磁数の時とで、１相当
たりのモータに印加する電流値を変化させるようにした
ことを特徴とするステッピングモータの制御方法が提供
される。

このようなステッピングモータの制御方法において、定
電流チョッパー方式を使用してモータに印加する電流値
を変化させることが望ましい。

〔作用〕

本発明では、多い励磁数の時と少ない励磁数の時とで、
１相当たりのモータに印加する電流値を変化させている
ので、トルクのバランスが取られ、回転を滑らかにし、
位置精度を向上させることのできる。特に、定電流チョ
ッパー方式を使用した場合、電流値の設定が任意に行な
えるという点で有利である。

〔実施例〕

第１図は本発明のステッピングモータの制御方法を実現
するための回路構成であって、この実施例においては１
−２相励磁低電流駆動を行う定電流チョンパー回路の基
本回路図である。第２図は第１図の実施例の駆動タイミ
ングチャートを示す。

即ち、第１図のような回路構成を使用して、第２図のよ
うな駆動シーケンスを用いた制御を行う。

第１図において、電流コントロールポートには、後述の
ように１相励磁の期間と２相励磁の期間とで電流をアッ
プ又はダウンする信号が与えられる。

Ｖ　ｃｃｌは一定電圧であり、分圧抵抗Ｒ，，Ｒ，及び
Ｒ２”により電流設定基準電圧が決定される。一方、電
流検出抵抗Ｒｓで電流に見合った電圧を取り出し、電圧
比較回路（コンパレータ）で基準電圧と比較され、パル
ス調整（パルス幅側Ｗ１）回路で、その電流値に応じた
パルス幅が得られた後、励磁信号との間でアンドがとら
れ、スイッチングトランジスタＴｒＩ、ＴｒｚをＯＮ又
はＯＦＦ　Ｌ、ステッピングモータのコイルに印加され
る、１相励磁の期間内又は２相励磁の期間内の平均電流
を一定に保つ。Ｖｃｃｌはステッピングモータのコイル
を駆動するためる一定電圧である。

第１図及び第２図において、クロック信号は一定の時間
間隔の信号で、１クロツク毎に１相励磁及び２相励磁を
繰り返す。このクロック信号に応じて、１相励磁の期間
内はアップの信号を、２相励磁の期間内はダウンの信号
を電流コントロールポートに与える。このように、本発
明では、シーケンスデータＡ、Ａ、Ｂ、Ｔの信号のほか
に、電流のアップ、ダウンの制御を行うトランジスタＴ
ｒ＋を用いて、電流設定基準電圧を上下させる信号を電
流コントロールボートに入力する。この信号は２相励磁
の期間中はロウレベルとなり、インバータＩを通してハ
イレベルとなる。そして、トランジスタＴｒ、をＯＮさ
せ、電流設定基準電圧が、分圧抵抗Ｒ，，Ｒ，及び１．
１によって設定されている為、下がる。よって、設定電
流は下がるようになる。

逆に１相励磁の期間中は、ハイレベルとなり、この信号
はインバータＩを通して、ロウレベルとなる。そして、
トランジスタＴｒ２をＯＦＦさせ、電流設定基準電圧が
上がる。よって設定電流も上がる。

次に、この制御方法による効果を説明する。第３図は上
述のように１相励磁の期間と２相励磁の期間とで設定電
流を変えた場合のトルク−角度特性を示す。曲線Ｘは１
相励磁状態の時と２相励磁状態の時のトルク−角度特性
がほぼ一致していることを示す。１相励磁の場合は、前
述のように設定電流が上げられるので、第４図の場合に
比ベトルクは上昇し、一方、２相励磁の時は設定電流が
下げられるので第４図の場合に比ベトルクは下降する。

従って、結局このような設定電流でホールディングした
場合、曲線Ｘで示すように１相励磁状態の時と２相励磁
状態の時のトルク−角度特性がほぼ一致することとなる
のである。このため、曲線Ｘの描く安定点がｌ相励磁も
２相励磁もほぼ同じになる。よって位置精度も向上する
。又、両者ともトルクがほぼ同じである為ステッピング
モータの回転が滑らかになる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、多い励磁数の時と少ない励
磁数の時とで、１相当たりのモータに印加する電流値を
変化させているので、トルクのバランスが取られ、回転
を滑らかにし、位置精度を向上させることのできる。ま
た、このような回路構成及び制御方法を駆動制御を行う
ことで、通常の手段で回転させるよりも、最大自起動周
波数が上昇し又はトルクが平均的に上がる為、少ない電
力で、同じトルクが得られるなど、低消費電力化が行な
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のステッピングモータの制御方法を実現
するための定電流チョッパー回路の基本回路図、第２図
は第１図の実施例の駆動タイミングチャート、第３図は
本発明によって制御した場合のトルク−角度特性を示す
図、第４図はステッピングモータにおける通常（従来例
）のホールディング時のトルク−角度特性を示す図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．１−２相励磁、３−４相励磁、４−５相励磁等のよ
   うに励磁数を可変して駆動するステッピングモータの制
   御方法において、多い励磁数の時と少ない励磁数の時と
   で、１相当たりのモータに印加する電流値を変化させる
   ようにしたことを特徴とするステッピングモータの制御
   方法。
2. ２．定電流チョッパー方式を使用してモータに印加する
   電流値を変化させることを特徴とする請求項１に記載の
   請求項１に記載の方法。