JPH05344791A - ステッピングモータの駆動方法 - Google Patents

ステッピングモータの駆動方法

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JPH05344791A
JPH05344791A JP17735392A JP17735392A JPH05344791A JP H05344791 A JPH05344791 A JP H05344791A JP 17735392 A JP17735392 A JP 17735392A JP 17735392 A JP17735392 A JP 17735392A JP H05344791 A JPH05344791 A JP H05344791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excitation
phase
exciting
coil
rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP17735392A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiko Hayakawa
幸彦 早川
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Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Nisca Corp
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Publication date
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Publication of JPH05344791A publication Critical patent/JPH05344791A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ロータと、このロータの周囲に配置された偶
数相の励磁コイルを有するステータとを備え、前相の励
磁コイルの励磁中に次相の励磁コイルを励磁し、この次
相の励磁コイルの励磁中に前記前相の励磁コイルの励磁
を終了するステッピングモータの駆動方法において、前
記次相の励磁コイルを励磁する際、励磁相の励磁コイル
の励磁を中断した後、この励磁を中断した相の励磁コイ
ルと共に前記次相の励磁コイルを励磁したり、さらに、
いずれかの励磁相の励磁終了と共に他の励磁相の励磁を
中断したりする。 【効果】 各相の励磁開始タイミングまたは励磁終了タ
イミングにおける励磁力差が少なくなり、ロータの回転
軸方向への移動を防止でき、音や振動を低減して円滑な
回転が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2相励磁方式や4相
励磁方式のステッピングモータの駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステッピングモータ(パルスモータ)は
励磁コイルの励磁パルス入力に対して、ロータ側が同期
したステップ的トルクを発生するモータである。
【0003】図1,図2にステッピングモータの代表的
構造を示す。このステッピングモータはステータ1とロ
ータ2とを備えている。ステータ1は固定子極(ステー
タコア)3,4を有するヨーク5,6と、ヨーク5に巻
かれた励磁コイル7,8と、ヨーク6に巻かれた励磁コ
イル9,10と、ヨーク5,6の両端に設けられ事務機
器等の支持部材に取り付けるための取り付け板11,1
2と、取り付け板11,12に設けられた軸受13,1
4とを備えている。
【0004】ロータ2は軸受13,14に支持される回
転軸15と、励磁コイル7,8,9,10の内側に僅か
な空隙を保って支持部材16を介して回転軸15に取り
付けられたロータマグネット(永久磁石)17とを備え
ている。
【0005】励磁コイル7,8,9,10は図3に示す
ように結線され、図4に示すタイミングで励磁を行う
と、図5に示す極性が固定子極3,4に発生し、多極に
着磁されたロータマグネット17は同期して例えばCC
W方向にθずつ回転する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで図4の励磁信号
に対して励磁コイル7,8,9,10の励磁電流は、図
6に示すように励磁コイル7,8,9,10のインダク
タンスによる遅延αが生じ、図4の状態I(A相とB相
の励磁)ではロータ2が反出力側へ移動し、状態II(B
相とAバー相の励磁)ではロータ2が出力側へ移動す
る。
【0007】即ち状態Iでは、A相を励磁している状態
でB相の励磁が開始される。その際、B相の電流の立ち
上がりにおいては図6の遅延αが生じ、A相とB相の励
磁電流に差が生じる。このため、A相の励磁力がB相の
励磁力より強く、ロータ2はA相側に吸引され、磁気的
安定点への移動が行われ、反出力側へ移動する。
【0008】また状態IIでは、B相を励磁している状態
でAバー相の励磁が開始される。その際、Aバー相の立
ち上がりでは図6の遅延αが生じ、B相とAバー相の励
磁電流に差が生じる。このため、B相の励磁力がAバー
相の励磁力より強く、ロータ2はB相側に吸引され、出
力側へ移動する。
【0009】このようなロータ2の軸方向への移動によ
り、取り付け板11,12、軸受13,14への衝突音
が発生する。また、ロータ2の移動による回転軸15と
軸受13,14(またはグリス)との摺動状態が変化す
る。
【0010】このため、高い位置決め精度を必要とする
ハードディスクドライブ(HDD)、フロッピーディス
クドライブ(FDD)、ビデオカメラなどに使用される
リードスクリュータイプの回転軸を有するパルスモータ
においては、わざわざ回転軸に予め圧力を加えて回転軸
を片側に寄せ、ロータが軸方向に移動するのを防止しな
ければならない。
【0011】この発明は、ロータの回転軸方向への移動
を防止し、音や振動を低減して円滑な回転が可能なステ
ッピングモータを得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、ロータと、このロータの周囲に配置され
た偶数相の励磁コイルを有するステータとを備え、前相
の励磁コイルの励磁中に次相の励磁コイルを励磁し、こ
の次相の励磁コイルの励磁中に前記前相の励磁コイルの
励磁を終了するステッピングモータの駆動方法におい
て、前記次相の励磁コイルを励磁する際、励磁相の励磁
コイルの励磁を中断した後、この励磁を中断した相の励
磁コイルと共に前記次相の励磁コイルを励磁する。
【0013】また、前記次相の励磁コイルを励磁する
際、励磁相の励磁コイルの励磁を中断した後、この励磁
を中断した相の励磁コイルと共に前記次相の励磁コイル
を励磁し、いずれかの励磁相の励磁終了と共に他の励磁
相の励磁を中断しても良い。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。
【0015】ステッピングモータの駆動にあたっては、
図7のように励磁中のA相の励磁コイル9の励磁を一旦
切り(中断し)、時間β後、B相の励磁コイル7の励磁
を開始すると共にA相の励磁コイル9を再励磁し、A相
の励磁コイル9の励磁終了と共にB相の励磁コイル7の
励磁を一旦切る(中断する)。そしてこの動作を次相に
おいても行う。
【0016】即ち、B相の励磁コイル9の励磁をを一旦
切ってから時間β後、Aバー相の励磁コイル10の励磁
を開始すると共にB相の励磁コイル7を再励磁し、B相
の励磁コイル7の励磁終了と共にAバー相の励磁コイル
10の励磁を一旦切る。。
【0017】Aバー相の励磁コイル10の励磁を一旦切
ってから時間β後、Bバー相の励磁コイル8の励磁を開
始すると共にAバー相の励磁コイル10を再励磁し、A
バー相の励磁コイル10の励磁終了と共にBバー相の励
磁コイル8の励磁を一旦切る。
【0018】Bバー相の励磁コイル8の励磁を一旦切っ
てから時間β後、A相の励磁コイル9の励磁を開始する
と共にBバー相の励磁コイル8を再励磁し、Bバー相の
励磁コイル8の励磁終了と共にA相の励磁コイル9の励
磁を一旦切る。
【0019】以上の動作によりロータ2がステップ回転
することになり、この動作を繰り返すことによりロータ
2が連続回転する。
【0020】なお、βはロータ2が機械的に追従できな
い最大の時間とする。即ち、βに対してロータ2が追従
してしまうと、励磁によるロータ2の安定位置と励磁し
ない磁気的安定位置とが本来あり、その差により乱調を
来たし、ステップ角、回転方向が定まらなくなる。つま
り、次ステップへの原点位置が変化してしまう。最大時
間の指示は電気的立ち上がり状態を揃えることが目的で
あるため、遅延αより短ければ励磁電流差が生じる。
【0021】以上のように励磁することにより、励磁相
の切り換え時の励磁力の差がなくなり、ロータ2の軸方
向への移動がなくなる。
【0022】即ち、励磁している相の電流を100%と
すると、次相の励磁の立ち上がり時は遅延αにて100
%に満たない電流が次相に流れる。そうすると、励磁電
流差により励磁力の差が生じ、強い方へロータ2が引か
れてしまう。しかし、励磁相と次励磁相の電流の立ち上
がり、立ち下がり状態を同一にすることにより励磁力差
がなくなり、ロータ2の軸方向への移動がなくなる。
【0023】このため、ロータ2が軸受13,14に衝
突しなくなり、騒音や振動を減少させることができる。
【0024】また、回転軸15と軸受13,14との摺
動状態が安定するため、寿命を延ばすことができる。
【0025】さらに、リードスクチュータイプの回転軸
を用いて回転運動から直線運動に変換するモータにおい
ては予圧機構が不要となる。
【0026】以上、この発明の一実施例について説明し
たが、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、例えば次のような変形が可能である。 (1)前記実施例では図7のように励磁相の電流の立ち
下がりを次相の時間βの立ち下がりと同期させたが、図
8のように励磁コイル9,10,11,12にそれぞれ
ダイオードDA,DB,DC,DDを接続することにより、
逆起電力の吸収が円滑に行われ、立ち下がりが早い場合
には、立ち上がり時のみ考慮すれば良い。
【0027】即ち、励磁中の前記前相の励磁コイルの励
磁を一旦切った後、次相の励磁コイルの励磁を開始する
と共に前相の励磁コイルを再励磁すれば良い。
【0028】なお、図8はユニポーラ駆動時のドライブ
回路を示し、4つの励磁コイル9,10,11,12に
対して直列にトランジスタTRA,TRB,TRC,TRDが接
続され、トランジスタTRA,TRB,TRC,TRDがオンす
ることにより励磁コイル9,10,11,12に励磁電
流が流れる。各励磁コイル9,10,11,12に並列
に接続されたダイオードDA,DB,DC,DDは逆起電力
吸収用でサージを行う。 (2)前記実施例の2相励磁方式に限らず、図9のよう
な4相励磁方式などの偶数励磁方式にも適用できる。
【0029】図9においては、励磁中のφ1相の励磁コ
イルの励磁を一旦切り、時間β後、φ2相の励磁コイル
の励磁を開始すると共にφ1相の励磁コイルを再励磁す
る。
【0030】時間T後にφ3相を励磁するときはφ1,
φ2相の励磁を切って時間β後、φ1,φ2,φ3相を
同時に励磁する。
【0031】φ4相を励磁するときはφ1,φ2,φ3
相の励磁を切って時間β後、φ1〜φ4相を同時に励磁
する。
【0032】φ1相の励磁を終了する際は、φ2〜φ4
相の励磁を一旦切り、時間β後、φ2〜φ5相を励磁す
る。
【0033】以上の動作を繰り返すことによって、ロー
タが連続回転する。
【0034】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ロータと、このロータの周囲に配置された偶数相の励磁
コイルを有するステータとを備え、前相の励磁コイルの
励磁中に次相の励磁コイルを励磁し、この次相の励磁コ
イルの励磁中に前記前相の励磁コイルの励磁を終了する
ステッピングモータの駆動方法において、前記次相の励
磁コイルを励磁する際、励磁相の励磁コイルの励磁を中
断した後、この励磁を中断した相の励磁コイルと共に前
記次相の励磁コイルを励磁したり、さらに、いずれかの
励磁相の励磁終了と共に他の励磁相の励磁を中断したり
することにより、各相の励磁開始タイミングまたは励磁
終了タイミングにおける励磁力差が少なくなり、ロータ
の回転軸方向への移動を防止でき、音や振動を低減して
円滑な回転が可能なステッピングモータの駆動方法を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ユニポーラ駆動されるバイファイラ巻のステッ
ピングモータの構造を示す斜視図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】ユニポーラ型ステッピングモータの結線図であ
る。
【図4】2相励磁方式による各相の電位を示すタイミン
グチャートである。
【図5】2相励磁方式によるロータマグネットの動作説
明図である。
【図6】励磁による励磁コイルの電流波形図である。
【図7】この発明の一実施例による2相励磁方式の励磁
信号のタイミングチャートである。
【図8】この発明の変形例におけるユニポーラ型の駆動
回路図である。
【図9】この発明の変形例における4相励磁方式の励磁
信号のタテミングチャートである。
【符号の説明】
1 ステータ 2 ロータ 7,8,9,10 励磁コイル 11,12 取り付け板11,12 13,14 軸受

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータと、このロータの周囲に配置され
    た偶数相の励磁コイルを有するステータとを備え、前相
    の励磁コイルの励磁中に次相の励磁コイルを励磁し、こ
    の次相の励磁コイルの励磁中に前記前相の励磁コイルの
    励磁を終了するステッピングモータの駆動方法におい
    て、 前記次相の励磁コイルを励磁する際、励磁相の励磁コイ
    ルの励磁を中断した後、この励磁を中断した相の励磁コ
    イルと共に前記次相の励磁コイルを励磁することを特徴
    とするステッピングモータの駆動方法。
  2. 【請求項2】 ロータと、このロータの周囲に配置され
    た偶数相の励磁コイルを有するステータとを備え、前相
    の励磁コイルの励磁中に次相の励磁コイルを励磁し、こ
    の次相の励磁コイルの励磁中に前記前相の励磁コイルの
    励磁を終了するステッピングモータの駆動方法におい
    て、 前記次相の励磁コイルを励磁する際、励磁相の励磁コイ
    ルの励磁を中断した後、この励磁を中断した相の励磁コ
    イルと共に前記次相の励磁コイルを励磁し、いずれかの
    励磁相の励磁終了と共に他の励磁相の励磁を中断するこ
    とを特徴とするステッピングモータの駆動方法。
JP17735392A 1992-06-11 1992-06-11 ステッピングモータの駆動方法 Pending JPH05344791A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06225594A (ja) * 1993-01-26 1994-08-12 Asmo Co Ltd ステッピングモータ駆動制御方法及び装置
WO2000030244A1 (fr) * 1998-11-12 2000-05-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dispositf de commande d'un moteur pas a pas
CN106033944A (zh) * 2015-03-20 2016-10-19 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种步进电机励磁方法
CN106655966A (zh) * 2015-11-03 2017-05-10 德国福维克控股公司 磁阻电机以及运行磁阻电机的方法

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CN106033944A (zh) * 2015-03-20 2016-10-19 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种步进电机励磁方法
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