JPH0471396A - Phase matching control method for step motor - Google Patents

Phase matching control method for step motor

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JPH0471396A
JPH0471396A JP18122190A JP18122190A JPH0471396A JP H0471396 A JPH0471396 A JP H0471396A JP 18122190 A JP18122190 A JP 18122190A JP 18122190 A JP18122190 A JP 18122190A JP H0471396 A JPH0471396 A JP H0471396A
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excited
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Abstract

PURPOSE:To realize reliable rotation of rotor to a target position at the time of phase matching by exciting phases adjacent to the phase to be matched for a predetermined time and then exciting the phase to be matched for a predetermined time. CONSTITUTION:A four-phase step motor having A-D phase subjected to alternative excitation with single and two-phases is described as an example. Matching is made with phase A, for example, when a rotor is initially stopped at the position of BC phase. At first, DA phase which is adjacent to phase A is excited for a predetermined time. Since the rotor is in BC phase, it is subjected to identical torque in the opposite directions and remains in BC phase. When phase A is subsequently excited, the rotor is attracted to phase A having smaller phase difference and rotates upto phase A. When the rotor is initially in phase C, the rotor moves upon excitation of DA phase and thereby the rotor moves to a target position upon next excitation of phase A. Excitation timing and the like are determined by the load and the like of the device.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 停止状態からロータを所要の位置に回転させるステッピ
ングモータの相合わせ制御方法に関し相合わせの際に、
確実にロータを目的の位置に回転させることができるよ
うにすることを目的とし 隣り合う2相を順に励磁して、ロータを目的とする相位
置に回転させるように構成する。また隣り合う2相を短
い周期にて繰り返し交互に励磁し、ロータが十分にそれ
らの相に近づいた時点で目的とする相を励磁してロータ
を停止させるように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a stepper motor phasing control method that rotates a rotor from a stopped state to a desired position, during phasing,
In order to ensure that the rotor can be rotated to the target position, two adjacent phases are sequentially excited to rotate the rotor to the target phase position. Further, two adjacent phases are repeatedly and alternately excited at short intervals, and when the rotor approaches those phases sufficiently, the target phase is excited and the rotor is stopped.

〔産業上の利用分野] 本発明は、駆動手段としてステッピングモータを使用し
た装置における。電源投入時等のモータの相合わせ(ロ
ータ引き込み)制御に係り、特に停止状態からロータを
所要の位置に確実に回転させることができるようにした
ステッピングモータの相合わせ制御方法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an apparatus using a stepping motor as a driving means. The present invention relates to motor phasing (rotor retraction) control when power is turned on, and particularly to a stepping motor phasing control method that can reliably rotate a rotor to a desired position from a stopped state.

ステッピングモータは、高精度な位置決めを必要とする
分野の駆動手段として利用されておりオープンループで
使用する場合には、特にロータの回転をうまく制御する
必要がある。
Stepping motors are used as driving means in fields that require highly accurate positioning, and when used in an open loop, the rotation of the rotor must be particularly well controlled.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ステッピングモータの相合わせ制御は目的とする
相(例えばA相)に、ある一定時間だけ励磁することに
より、ロータを所要の位置に回転させる方法をとってい
た。
Conventionally, phasing control of a stepping motor has been carried out by energizing a target phase (for example, A phase) for a certain period of time to rotate the rotor to a desired position.

しかし、この方法の場合、最初、ロータが励磁される相
に対して位相差にして180°ずれた位置に停止してい
るときには、ロータは正転方向および逆転方向に、ちょ
うど同じ回転トルクを受けることになるので、実際は正
転も逆転もできず停止したままになることがある。
However, in this method, when the rotor is initially stopped at a position 180 degrees out of phase with respect to the excited phase, the rotor receives exactly the same rotational torque in the forward and reverse directions. Therefore, in reality, the motor may remain stopped without being able to rotate forward or reverse.

第4図は、その従来技術の問題点を説明するための図で
あり、この図では、説明を分かりやすくするために、ス
テータ10およびロータ11を横方向に伸ばした形で表
している。
FIG. 4 is a diagram for explaining the problems of the prior art. In this diagram, the stator 10 and the rotor 11 are shown in a horizontally extended form to make the explanation easier to understand.

ロータ11を左方向のROの位置または右方向のRO’
の位置まで回転させて停止させる場合A相への励磁を行
う。この場合、最初にロータ11がB相のR1の位置に
あると、左方向の力が右方向よりも強く働くため、ロー
タ11は左方向へ移動する。
Move the rotor 11 to the leftward RO position or to the rightward RO' position.
When rotating to the position and stopping, excite the A phase. In this case, when the rotor 11 is initially in the B-phase position R1, the rotor 11 moves to the left because the leftward force acts stronger than the rightward force.

しかし2 ロータ11が、A相を励磁するときにC相す
なわちR2の位置にあったとすると、左方向および右方
向へ働く回転トルクが同じでありスムーズにどちらかへ
移動できないことがある。
However, if the two rotors 11 are in the C phase, that is, in the R2 position when the A phase is excited, the rotary torque acting in the leftward and rightward directions is the same, and it may not be possible to smoothly move in either direction.

また、従来技術には1次のような問題もある。Furthermore, the prior art also has a first-order problem.

第5図に示すように、相合わせにおいて、ロータの移動
距離が大きいと、ロータにはより大きな回転l・ルクが
発生し、オーバシュートで振動することになる。すなわ
ち、1ステツプまたは0.5ステツプのロータの移動距
i!1IIX1では、比較的速く振動が収束するが、相
合わせ制御でロータを回転させる場合には、X2のよう
にロータの移動距離が長くなることがあり、大きな回転
トルクのため振動が太き(なって、それが収束するまで
長時間かかることがある。
As shown in FIG. 5, when the moving distance of the rotor is large during phase alignment, a larger rotational l·lux is generated in the rotor, causing it to vibrate due to overshoot. In other words, the rotor's moving distance i! in 1 step or 0.5 steps! In 1IIX1, the vibration converges relatively quickly, but when the rotor is rotated by phase control, the moving distance of the rotor may become long as in It may take a long time for it to converge.

特に1回転トルクが大きい場合には、目的の位置に引き
戻されず9次の安定点(例えば位相差が360°先のA
相)まで回転してしまうこともある。
In particular, when the torque per rotation is large, the 9th stable point (for example, A where the phase difference is 360° ahead) is not pulled back to the target position.
It may even rotate up to a phase.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来の制御方法によれば、引き込み動作
の際に、ロータが目的の相にスムーズに移動できないこ
とがあり、その場合、実質的な位置すれとなって、場合
によっては1次の正常な回転指令に対して応答ができな
くなる(脱調する)という問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, according to the conventional control method, the rotor may not be able to move smoothly to the desired phase during the retraction operation, and in that case, the actual position Therefore, in some cases, there is a problem that the motor cannot respond to a normal primary rotation command (step-out).

また、第5図に示すような移動距離X2による大きな振
動を止めるため、長時間連続して1つの相に励磁すると
、過大な発熱が生じ、故障の原因になることがある。
Further, if one phase is continuously excited for a long time in order to stop large vibrations due to the moving distance X2 as shown in FIG. 5, excessive heat generation may occur, which may cause a failure.

本発明は上記問題点の解決を図り、相合わせの際に、確
実にロータを目的の位置に回転させることができるよう
にすることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and aims to ensure that the rotor can be rotated to a desired position during matching.

〔課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理説明図である。[Means to solve the problem] FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.

第1図(イ)に示す本発明のステッピングモータの相合
わせ制御方法では、相合わせの目的とする相の隣の相を
、ある時間励磁する。その後、目的とする相を、ある時
間励磁する。
In the stepping motor phasing control method of the present invention shown in FIG. 1(A), a phase adjacent to a phase to be phased is excited for a certain period of time. After that, the target phase is excited for a certain period of time.

例えば1・2和文代励磁を行うA−D相の4相モータに
おいて、A相に和合ねせを行う場合、第1図(イ)に示
すステップSllで、DA相を所定の時間励磁し3次に
ステップS12で、目的とするA相を所定の時間励磁す
る。
For example, when harmonizing the A phase in a four-phase A-D motor that performs 1 and 2 Japanese period excitation, the DA phase is excited for a predetermined time in step Sll shown in FIG. Next, in step S12, the target A phase is excited for a predetermined time.

また、第1図(ロ)に示す本発明のステッピングモータ
の相合わせ制御方法では、隣り合う2相を短い周期にて
繰り返し交互に励磁し、ロータが十分にそれらの相に近
づいた時点で目的とする相を励磁してロータを停止させ
る。
In addition, in the stepper motor phase matching control method of the present invention shown in FIG. Excite the phase and stop the rotor.

例えば1・2和文代励磁を行うA〜DIDの4相モータ
において、A相に相合わせを行う場合、第1図(ロ)に
示すステップS21により、DA相を従来の励磁時間よ
りも非常に短い時間だけ励磁する。次にステップ322
により、目的とするA相を同様に短時間励磁する。以上
の処理をステップS23の判定により所定の回数だしり
繰り返しロータが目的とするA相の付近に十分に近づい
たならば、ステップS24によって最終的にA相を励磁
して、ロータをA相の位置に停止させる。
For example, in a 4-phase motor of A to DID that performs 1/2 Japanese period excitation, when phasing is performed on the A phase, step S21 shown in FIG. Energize only for a short time. Then step 322
Similarly, the target A phase is excited for a short time. The above process is repeated a predetermined number of times as determined in step S23, and when the rotor gets close enough to the target A phase, the A phase is finally excited in step S24, and the rotor is moved to the A phase. stop in position.

(作用] 隣り合う相を順に励磁することにより、初めロータが位
相差180°の位置に停止していてもロータが回転でき
ないようなことがなく、確実に目的の相位置にロータを
回転させることができる。
(Function) By exciting adjacent phases in order, the rotor will not be unable to rotate even if it initially stops at a position with a phase difference of 180°, and the rotor will surely rotate to the desired phase position. I can do it.

また、隣り合う相を非常に短い周期で繰り返し交互に励
磁することにより2 ロータを目的の位置に徐々に近づ
けることができるので、オーハシュ−トシたり振動した
りするのを防止し、目的の位置に確実にロータを停止さ
せることができる。
In addition, by repeatedly and alternately exciting adjacent phases in very short cycles, the two rotors can be gradually brought closer to the target position, preventing overshooting and vibration, and allowing the two rotors to reach the target position. The rotor can be stopped reliably.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の第1の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the timing of phase excitation and the movement of the rotor according to the first embodiment of the present invention.

1・2和文代励磁を行うA−C相の4相ステツピングモ
ータの例について説明する。
An example of a four-phase A-C stepping motor that performs 1/2 Japanese-style excitation will be described.

例えばロータが最初にBC相の位置に停止しているとき
に、A相に和合わせを行うものとする。
For example, assume that when the rotor is initially stopped at the BC phase position, the summation is performed on the A phase.

まず2人相の隣の相であるDA相を、ある時間励磁する
。ロータは、BC相にあるので2両方向に同じ回転トル
クを受け、第2図に示すように。
First, the DA phase, which is the phase next to the two-person phase, is excited for a certain period of time. Since the rotor is in the BC phase, it receives the same rotational torque in both directions, as shown in Figure 2.

BC相にとどまる。Stay in BC phase.

次に、目的とするA相を励磁すると、ロータは位相差の
小さいほうのA相に引き寄せられるのでA相まで回転す
る。
Next, when the target A phase is excited, the rotor is attracted to the A phase with a smaller phase difference, so it rotates to the A phase.

例えば、最初にロータがC相にある場合にはDA相の励
磁のときに、ロータが動くので3次のA相の励磁でも、
ロータは目的とする位置まで動くことになる。
For example, if the rotor is initially in C phase, the rotor will move during DA phase excitation, so even with tertiary A phase excitation,
The rotor will move to the desired position.

ここで、励磁のタイミングなどは、装置の負荷等により
決定されるものである。
Here, the excitation timing and the like are determined by the load of the device and the like.

第3図は本発明の第2の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the timing of phase excitation and the movement of the rotor according to the second embodiment of the present invention.

同様に、1・2和文代励磁を行うA−C相の4相ステツ
ピングモータの例について説明する。
Similarly, an example of a four-phase A-C stepping motor that performs 1/2 Japanese period excitation will be described.

ロータが最初にBC相の位置に停止しているときに、A
相に和合わせを行うものとする。
When the rotor is initially stopped at the BC phase position,
We shall harmonize with each other.

第3図に示すように、DA相の励磁とA相の励磁とを短
い周期で交互に繰り返す。これによりロータは徐々にA
相に引き寄せられ、惰力による振動などを起こすことな
く、A相の位置まできて停止する。
As shown in FIG. 3, excitation of the DA phase and excitation of the A phase are alternately repeated at short intervals. As a result, the rotor gradually moves to A
It is attracted to the A phase and stops at the A phase position without causing any vibration due to inertia.

ここで 励磁のタイミングなどは、装置の負荷等により
決定されるものである。例えば、従来。
Here, the excitation timing and the like are determined by the load of the device and the like. For example, conventionally.

Looms弱の連続励磁により、相合わせを行っている
ような装置で、500Ilsとか1msといったオーダ
の励磁を、隣り合う相で交互に繰り返す。もちろん2本
発明は、この値でなくても十分な効果をあげることが可
能である。どの程度の回数を繰り返すかは、使用状況に
合わせた環境のもとて試験などを行い、ロータが目的の
位置に十分に近づくのに最悪どれくらいの回数が必要で
あるかを調べ、それに適当なマージンを加えて、設計値
とすればよい。なお本実施例では、50〜60回の繰り
返し励磁を行った。
In a device that performs phase matching by continuous excitation at a weak Looms level, excitation on the order of 500 Ils or 1 ms is alternately repeated for adjacent phases. Of course, the present invention can achieve sufficient effects even if the value is not this value. To determine how many times to repeat, conduct tests in an environment that matches the usage situation, find out the worst number of times required for the rotor to get close enough to the target position, and then determine the appropriate number of times. A margin may be added to the design value. In this example, excitation was repeated 50 to 60 times.

以上、4相ステツピングモータを例に本発明の詳細な説
明したが3本発明はこれに限らず実施可能である。また
、1・2和文代励磁でなく、1相励磁または2相同時励
磁など、他の通電方式でも 本発明を同様に適用できる
ことは言うまでもない。
Although the present invention has been described above in detail using a four-phase stepping motor as an example, the present invention is not limited to this and can be implemented. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to other energization methods such as 1-phase excitation or 2-phase simultaneous excitation instead of 1/2 Japanese excitation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように3本発明によれば、ステ・ノビング
モータの相合わせの際に、確実にロータを目的の位置に
回転させることができるので、特にオープンループで使
用する場合には1位置ずれを防止することができ、装置
の信頼性を向上させることができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to reliably rotate the rotor to the desired position when aligning the steering/knobbing motor, so that one position shift can be avoided, especially when used in an open loop. This can be prevented and the reliability of the device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理説明図 第2図は本発明の第1の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す図 第3図は本発明の第2の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す同。 第4図および第5図は従来技術の問題点説明図である。 図中、10はステータ、11はロータを表す。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the timing of phase excitation and the movement of the rotor according to the first embodiment of the present invention. FIG. The same figure shows the timing of excitation and the movement of the rotor. FIGS. 4 and 5 are diagrams explaining problems in the prior art. In the figure, 10 represents a stator and 11 represents a rotor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)停止状態からロータを所要の位置に回転させるステ
ッピングモータの相合わせ制御方法において, 隣り合う2相を順に励磁して,ロータを目的とする相位
置に回転させることを特徴とするステッピングモータの
相合わせ制御方法。 2)停止状態からロータを所要の位置に回転させるステ
ッピングモータの相合わせ制御方法において, 隣り合う2相を短い周期にて繰り返し交互に励磁し,ロ
ータが十分にそれらの相に近づいた時点で目的とする相
を励磁してロータを停止させることを特徴とするステッ
ピングモータの相合わせ制御方法。
[Claims] 1) A stepper motor phase control method for rotating a rotor from a stopped state to a desired position, in which two adjacent phases are sequentially excited to rotate the rotor to a desired phase position. Features a stepper motor matching control method. 2) In a stepper motor phase control method that rotates the rotor from a stopped state to a desired position, two adjacent phases are repeatedly and alternately excited in short cycles, and when the rotor gets close enough to those phases, the target is reached. A stepper motor phasing control method characterized by exciting a phase and stopping a rotor.
JP2181221A 1990-07-09 1990-07-09 Stepping motor phase matching control method Expired - Lifetime JP2642224B2 (en)

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