JPH06106039B2 - ５相パルスモ−タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式 - Google Patents
５相パルスモ−タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式Info
- Publication number
- JPH06106039B2 JPH06106039B2 JP60022674A JP2267485A JPH06106039B2 JP H06106039 B2 JPH06106039 B2 JP H06106039B2 JP 60022674 A JP60022674 A JP 60022674A JP 2267485 A JP2267485 A JP 2267485A JP H06106039 B2 JPH06106039 B2 JP H06106039B2
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- Japan
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- phase
- excitation
- connection
- connection parts
- pentagon
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、５相パルスモータのペンタゴン結線において
始めて為された４−５相励磁方式によるハーフステップ
駆動に関する。
始めて為された４−５相励磁方式によるハーフステップ
駆動に関する。
（従来技術とその問題点） パルスモータはステップモータあるいは階動電動機とも
称され、基本的にステップ駆動されるものである。パル
スモータには３相機〜８相機というように多種類の機種
が目的に応じて使用されているが、その内の５相パルス
モータの４−５相駆動方式として従来より、スタンダー
ド方式、ペンタゴン方式、スター方式などが提案されて
いた。
称され、基本的にステップ駆動されるものである。パル
スモータには３相機〜８相機というように多種類の機種
が目的に応じて使用されているが、その内の５相パルス
モータの４−５相駆動方式として従来より、スタンダー
ド方式、ペンタゴン方式、スター方式などが提案されて
いた。
さて、従来のスタンダード方式には４相励磁方式と４−
５相励磁方式とがあり、前者は４相づつバイポーラ駆動
回路で励磁する方式で、１ステップは一般に0.72度で、
後者より特性が劣る。後者は４相励磁と５相励磁とを交
互に繰り返す方式で、１ステップは0.36度である。この
方式は１回転を1,000分割と非常に細かく分割出来、且
つ、トルク変動が少なく、非常に幅広い周波数範囲で安
定した滑らかな駆動が可能となる分解能、速度、振動な
ど総ての点で現在最も優れた特性が得られる。
５相励磁方式とがあり、前者は４相づつバイポーラ駆動
回路で励磁する方式で、１ステップは一般に0.72度で、
後者より特性が劣る。後者は４相励磁と５相励磁とを交
互に繰り返す方式で、１ステップは0.36度である。この
方式は１回転を1,000分割と非常に細かく分割出来、且
つ、トルク変動が少なく、非常に幅広い周波数範囲で安
定した滑らかな駆動が可能となる分解能、速度、振動な
ど総ての点で現在最も優れた特性が得られる。
ただし、スタンダード方式は第１図から分かるように出
力段トランジスタ（Tr1′）乃至（Tr20′）の数が20個
と次に述べるペンタゴン方式の倍の数を必要とし、コス
ト高の原因となる。一方、ペンタゴン方式は、出力段ト
ランジスタの数がスタンダード方式の半分で良いが、常
に１相を短縮しながら４相づつ励磁する方式で１ステッ
プが0.72度であり、特性的に４−５相励磁より劣るもの
であって、従来ではペンタゴン方式で４−５相励磁出来
ないとされていた。第１表に従来のペンタゴン方式のシ
ーケンスを示す。
力段トランジスタ（Tr1′）乃至（Tr20′）の数が20個
と次に述べるペンタゴン方式の倍の数を必要とし、コス
ト高の原因となる。一方、ペンタゴン方式は、出力段ト
ランジスタの数がスタンダード方式の半分で良いが、常
に１相を短縮しながら４相づつ励磁する方式で１ステッ
プが0.72度であり、特性的に４−５相励磁より劣るもの
であって、従来ではペンタゴン方式で４−５相励磁出来
ないとされていた。第１表に従来のペンタゴン方式のシ
ーケンスを示す。
本発明は、係るペンタゴン結線において始めて為された
の４−５相駆動方式に関し、更に詳述すれば、本発明
は、 ２個１組の出力段トランジスタを直列接続すると共に
５組の出力段トランジスタを並列接続して駆動回路を形
成し、ペンタゴン結線せる５相パルスモータの励磁相と
なる巻き線の結線部と各組の出力段トランジスタの接続
部とを接続し、 ４相励磁の場合には、相隣合う２つのペンタゴン結線
部を同電位にして当該結線部間の励磁相を励磁せずにお
くと共に他の結線部間の４つの励磁相では異電位として
当該４つの励磁相を励磁し、 ５相励磁の場合には、いずれか１つの結線部に接続せ
る組みの両出力段トランジスタをオフにして当該結線部
をハイインピーダンスにすると共にハイインピーダンス
となっている結線部の両側の結線部間を異電位にして当
該２つの励磁相を励磁すると共に他の３つの結線部間で
も異電位として残る３つの励磁相を励磁して５つの励磁
相全てを励磁し、 前記４相励磁と５相励磁とを交互に繰り返すと共に４
相励磁時に同電位となる結線部の位置を順次移動させ、 ５相励磁時にハイインピーダンスとなる結線部の位置
も順次移動させる事によって４−５相励磁によるハーフ
ステップ駆動を行わせる事を特徴とする５相パルスモー
タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式に係るものであ
る。
の４−５相駆動方式に関し、更に詳述すれば、本発明
は、 ２個１組の出力段トランジスタを直列接続すると共に
５組の出力段トランジスタを並列接続して駆動回路を形
成し、ペンタゴン結線せる５相パルスモータの励磁相と
なる巻き線の結線部と各組の出力段トランジスタの接続
部とを接続し、 ４相励磁の場合には、相隣合う２つのペンタゴン結線
部を同電位にして当該結線部間の励磁相を励磁せずにお
くと共に他の結線部間の４つの励磁相では異電位として
当該４つの励磁相を励磁し、 ５相励磁の場合には、いずれか１つの結線部に接続せ
る組みの両出力段トランジスタをオフにして当該結線部
をハイインピーダンスにすると共にハイインピーダンス
となっている結線部の両側の結線部間を異電位にして当
該２つの励磁相を励磁すると共に他の３つの結線部間で
も異電位として残る３つの励磁相を励磁して５つの励磁
相全てを励磁し、 前記４相励磁と５相励磁とを交互に繰り返すと共に４
相励磁時に同電位となる結線部の位置を順次移動させ、 ５相励磁時にハイインピーダンスとなる結線部の位置
も順次移動させる事によって４−５相励磁によるハーフ
ステップ駆動を行わせる事を特徴とする５相パルスモー
タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式に係るものであ
る。
（本発明の目的） 本発明は前述のような従来のスタンダード方式やペンタ
ゴン方式の問題点に鑑みて為されたもので、その目的と
するところは、ペンタゴン方式にも拘わらず、0.36度の
ハーフステップ・ドライブが可能な５相パルスモータの
ペンタゴン結線の４−５相駆動方式を提供するにある。
ゴン方式の問題点に鑑みて為されたもので、その目的と
するところは、ペンタゴン方式にも拘わらず、0.36度の
ハーフステップ・ドライブが可能な５相パルスモータの
ペンタゴン結線の４−５相駆動方式を提供するにある。
（実施例） 以下、添付図面によって本発明を詳述する。第２図はパ
ルスモータの巻き線（６）〜（10）をペンタゴン結線し
た例である。出力段トランジスタ（Tr1）乃至Tr10）
は、（Tr1)(Tr2）、（Tr3)(Tr4）、（Tr5)(Tr6）、（Tr
7)(Tr8）、（Tr9)(Tr10）の５組に分けられ、２個１組
にて直列接続され、この５組が並列接続されて駆動回路
（11）を構成している。巻き線（６）〜（10）の結線部
〜はこの直列接続された１組の出力段トランジスタ
（Tr1)(Tr2）、（Tr3)(Tr4）、（Tr5)(Tr6）、（Tr7)(T
r8）、（Tr9)(Tr10）の接続部（S1）乃至（S5）に接続
されている。
ルスモータの巻き線（６）〜（10）をペンタゴン結線し
た例である。出力段トランジスタ（Tr1）乃至Tr10）
は、（Tr1)(Tr2）、（Tr3)(Tr4）、（Tr5)(Tr6）、（Tr
7)(Tr8）、（Tr9)(Tr10）の５組に分けられ、２個１組
にて直列接続され、この５組が並列接続されて駆動回路
（11）を構成している。巻き線（６）〜（10）の結線部
〜はこの直列接続された１組の出力段トランジスタ
（Tr1)(Tr2）、（Tr3)(Tr4）、（Tr5)(Tr6）、（Tr7)(T
r8）、（Tr9)(Tr10）の接続部（S1）乃至（S5）に接続
されている。
而して、ペンタゴン方式にて４−５相駆動を行うのであ
るが、５相励磁の時にペンタゴン結線の５つの結線部
〜の内の１つを順次ハイインピーダンスにしていく。
この４−５相駆動のシーケンスの例を第２表に示す。
（以下余白） ここで、Ｈは、結線部がハイインピーダンスになること
を示す。結線部のハイインピーダンスは第２図のバイポ
ーラ駆動回路（11）を構成する上下一対の出力段トラン
ジスタを共にオフにして、出力段トランジスタ間の接続
部をハイインピーダンスにすることにより実現する。
るが、５相励磁の時にペンタゴン結線の５つの結線部
〜の内の１つを順次ハイインピーダンスにしていく。
この４−５相駆動のシーケンスの例を第２表に示す。
（以下余白） ここで、Ｈは、結線部がハイインピーダンスになること
を示す。結線部のハイインピーダンスは第２図のバイポ
ーラ駆動回路（11）を構成する上下一対の出力段トラン
ジスタを共にオフにして、出力段トランジスタ間の接続
部をハイインピーダンスにすることにより実現する。
又、（電流＝1/2）の欄は電流が他の相（1/2）となる相
を示す。次に、通常の４−５相スタンダード・ドライブ
方式と本発明の４−５相ペンタゴン・ドライブ方式の合
成ベクトルを第３表並びに第３図に記し、比較検討す
る。
を示す。次に、通常の４−５相スタンダード・ドライブ
方式と本発明の４−５相ペンタゴン・ドライブ方式の合
成ベクトルを第３表並びに第３図に記し、比較検討す
る。
さて、５相パルスモータの各位相の励磁ベクトルは第３
図に示すように36°づつの位相差を持ち、（これを電気
角と称す。）パルスモータの実際のステップ角0.72°に
対応しているものである。
図に示すように36°づつの位相差を持ち、（これを電気
角と称す。）パルスモータの実際のステップ角0.72°に
対応しているものである。
次に、５相ドライブ時にペンタゴン結線のいずれかの結
線部を順次ハイインピーダンスにすることにより、0.36
°のハーフステップ・ドライブが可能であることを以下
詳述する。
線部を順次ハイインピーダンスにすることにより、0.36
°のハーフステップ・ドライブが可能であることを以下
詳述する。
さて、通常のスタンダード・ドライブに於ける４−５相
ドライブと本発明であるペンタゴン方式による４−５相
ドライブの４相時、５相時の合成ベクトルを考えると、
第３表のようになるが、ここで問題となるのは合成ベク
トル（＋＋＋＋）と｛（1/2）＋＋＋
＋（1/2）｝との方向並びに絶対値である。まず、
方向に付いて考えると、両ベクトルで異なる部分は（
＋）と｛（1/2）＋（1/2）｝であるが、第３図か
ら明らかなようにベクトルの方向は両方ともベクトル
の向きと一致しており、同じ向きを持つ。従って、合成
ベクトル（＋＋＋＋）と｛（1/2）＋＋
＋＋（1/2）｝とは同じ方向を持つ。同様に他の
５相励磁時でもスタンダード・ドライブと本発明の合成
ベクトルの方向は同じである。従って、スタンダード・
ドライブの４−５相励磁の場合と同じであることが分か
る。次に、合成ベクトルの絶対値についてであるが、こ
れは実際のホールディングトルクと比例するため、４相
時と５相時で差が小さいことが必要である。これを、ス
タンダード・ドライブの場合と本発明の場合と比較して
みる。
ドライブと本発明であるペンタゴン方式による４−５相
ドライブの４相時、５相時の合成ベクトルを考えると、
第３表のようになるが、ここで問題となるのは合成ベク
トル（＋＋＋＋）と｛（1/2）＋＋＋
＋（1/2）｝との方向並びに絶対値である。まず、
方向に付いて考えると、両ベクトルで異なる部分は（
＋）と｛（1/2）＋（1/2）｝であるが、第３図か
ら明らかなようにベクトルの方向は両方ともベクトル
の向きと一致しており、同じ向きを持つ。従って、合成
ベクトル（＋＋＋＋）と｛（1/2）＋＋
＋＋（1/2）｝とは同じ方向を持つ。同様に他の
５相励磁時でもスタンダード・ドライブと本発明の合成
ベクトルの方向は同じである。従って、スタンダード・
ドライブの４−５相励磁の場合と同じであることが分か
る。次に、合成ベクトルの絶対値についてであるが、こ
れは実際のホールディングトルクと比例するため、４相
時と５相時で差が小さいことが必要である。これを、ス
タンダード・ドライブの場合と本発明の場合と比較して
みる。
まず、｜｜＝｜｜＝｜｜＝｜｜＝｜｜＝１と
する。
する。
第３図より各ベクトルの成分は以下の通りとなる。（横
軸をｘ軸，縦軸をｙ軸とする。） ＝（0.1） ＝（sinω,cosω） ＝（sin2ω,cos2ω） ＝（sin2ω，−cos2ω） ＝（sinω，−cosω） ここで、（ω＝36°） 又、と、ととはｘ軸に対して対称である。よっ
て４相励磁の場合； スタンダード・ドライブの５相励磁の場合 本発明に於ける５相励磁の場合 となる。
軸をｘ軸，縦軸をｙ軸とする。） ＝（0.1） ＝（sinω,cosω） ＝（sin2ω,cos2ω） ＝（sin2ω，−cos2ω） ＝（sinω，−cosω） ここで、（ω＝36°） 又、と、ととはｘ軸に対して対称である。よっ
て４相励磁の場合； スタンダード・ドライブの５相励磁の場合 本発明に於ける５相励磁の場合 となる。
以上より４相励磁の時を基準に取ると スタンダード・ドライブ５相励磁の場合 …105.1％ 本発明の場合 …95.0％ となり、大小の違いは有するものの僅かであり、ホール
デングトルクに付いて大差がないものである。
デングトルクに付いて大差がないものである。
尚、５相励磁の場合に２つの相が他の相の電流の（1/
2）になるのは、以下の理由による。
2）になるのは、以下の理由による。
ステップ２の場合を例にとると、結線部がハイインピ
ーダンスのため、A,E相はあたかも直列接続された形と
なり、これらの相の電流は結線部（＋）より結線部
（−）に向かって流れるが、この時の直流抵抗は各相が
各々（Ｒ）の抵抗値を持つものとすると、（2R）とな
り、従って、電流はB,C,D相と比べ、（1/2）となるもの
である。尚、この場合は総電流を制御する方式の場合と
する。｛B,C,D相は相の両端が（＋）（−）に接続され
る形となっている。｝この点は、その他の５相励磁の場
合も同様である。これにより、ペンタゴン方式に於いて
も第２表に示すシーケンスの例に従う事により、スタン
ダード・ドライブに近い0.36°のハーフステップ駆動が
可能となる。
ーダンスのため、A,E相はあたかも直列接続された形と
なり、これらの相の電流は結線部（＋）より結線部
（−）に向かって流れるが、この時の直流抵抗は各相が
各々（Ｒ）の抵抗値を持つものとすると、（2R）とな
り、従って、電流はB,C,D相と比べ、（1/2）となるもの
である。尚、この場合は総電流を制御する方式の場合と
する。｛B,C,D相は相の両端が（＋）（−）に接続され
る形となっている。｝この点は、その他の５相励磁の場
合も同様である。これにより、ペンタゴン方式に於いて
も第２表に示すシーケンスの例に従う事により、スタン
ダード・ドライブに近い0.36°のハーフステップ駆動が
可能となる。
（本発明の効果） 叙述のように本発明にあっては、４相励磁の場合には、
相隣合う２つのペンタゴン結線部を同電位にして当該結
線部間の励磁相を励磁せずにおくと共に他の結線部間の
４つの励磁相では異電位として当該４つの励磁相を励磁
し、５相励磁の場合には、いずれか１つの結線部に接続
せる組みの両出力段トランジスタをオフにして当該結線
部をハイインピーダンスにすると共にハイインピーダン
スとなっている結線部の両側の結線部間を異電位にして
当該２つの励磁相を励磁すると共に他の３つの結線部間
でも異電位として残る３つの励磁相を励磁して５つの励
磁相全てを励磁し、前記４相励磁と５相励磁とを交互に
繰り返すと共に４相励磁時に同電位となる結線部の位置
を順次移動させ、５相励磁時にハイインピーダンスとな
る結線部の位置も順次移動させるので、従来、不可能と
されていたペンタゴン結線方式での４−５相励磁による
ハーフステップ駆動を行うことができ、従来のスタンダ
ード駆動方式と比較してさほど駆動特性を低下させるこ
となくて出力段トランジスタの数を半減でき、コストダ
ウンを図る事が出来るという利点がある。
相隣合う２つのペンタゴン結線部を同電位にして当該結
線部間の励磁相を励磁せずにおくと共に他の結線部間の
４つの励磁相では異電位として当該４つの励磁相を励磁
し、５相励磁の場合には、いずれか１つの結線部に接続
せる組みの両出力段トランジスタをオフにして当該結線
部をハイインピーダンスにすると共にハイインピーダン
スとなっている結線部の両側の結線部間を異電位にして
当該２つの励磁相を励磁すると共に他の３つの結線部間
でも異電位として残る３つの励磁相を励磁して５つの励
磁相全てを励磁し、前記４相励磁と５相励磁とを交互に
繰り返すと共に４相励磁時に同電位となる結線部の位置
を順次移動させ、５相励磁時にハイインピーダンスとな
る結線部の位置も順次移動させるので、従来、不可能と
されていたペンタゴン結線方式での４−５相励磁による
ハーフステップ駆動を行うことができ、従来のスタンダ
ード駆動方式と比較してさほど駆動特性を低下させるこ
となくて出力段トランジスタの数を半減でき、コストダ
ウンを図る事が出来るという利点がある。
第１図は従来の５相パルスモータのバイポーラ・スタン
ダード・ドライブ方式の結線図、第２図は５相パルスモ
ータのペンタゴン結線図、第３図は５相パルスモータの
ベクトルダイヤグラム、第４図（ａ）乃至（ｅ）は本発
明の励磁状態図である。 、、、、は巻き線の結線部、（６）（７）
（８）（９）（10）は巻き線、（11）は駆動回路、（Tr
1）乃至（Tr10）は出力段トランジスタ、（S1）乃至（S
5）は接続部である。
ダード・ドライブ方式の結線図、第２図は５相パルスモ
ータのペンタゴン結線図、第３図は５相パルスモータの
ベクトルダイヤグラム、第４図（ａ）乃至（ｅ）は本発
明の励磁状態図である。 、、、、は巻き線の結線部、（６）（７）
（８）（９）（10）は巻き線、（11）は駆動回路、（Tr
1）乃至（Tr10）は出力段トランジスタ、（S1）乃至（S
5）は接続部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−231898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−226797（ＪＰ，Ａ) 米国特許4000452（ＵＳ，Ａ) 米国特許3720865（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】２個１組の出力段トランジスタを直列接続
すると共に５組の出力段トランジスタを並列接続して駆
動回路を形成し、ペンタゴン結線せる５相パルスモータ
の励磁相となる巻き線の結線部と各組の出力段トランジ
スタの接続部とを接続し、４相励磁の場合には、相隣合
う２つのペンタゴン結線部を同電位にして当該結線部間
の励磁相を励磁せずにおくと共に他の結線部間の４つの
励磁相では異電位として当該４つの励磁相を励磁し、５
相励磁の場合には、いずれか１つの結線部に接続せる組
みの両出力段トランジスタをオフにして当該結線部をハ
イインピーダンスにすると共にハイインピーダンスとな
っている結線部の両側の結線部間を異電位にして当該２
つの励磁相を励磁すると共に他の３つの結線部間でも異
電位として残る３つの励磁相を励磁して５つの励磁相全
てを励磁し、前記４相励磁と５相励磁とを交互に繰り返
すと共に４相励磁時に同電位となる結線部の位置を順次
移動させ、５相励磁時にハイインピーダンスとなる結線
部の位置も順次移動させる事によって４−５相励磁によ
るハーフステップ駆動を行わせる事を特徴とする５相パ
ルスモータのペンタゴン結線の４−５相駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022674A JPH06106039B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | ５相パルスモ−タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022674A JPH06106039B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | ５相パルスモ−タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185056A JPS61185056A (ja) | 1986-08-18 |
| JPH06106039B2 true JPH06106039B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=12089402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60022674A Expired - Lifetime JPH06106039B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | ５相パルスモ−タのペンタゴン結線の４−５相駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06106039B2 (ja) |
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| JPS61231898A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Nippon Parusumootaa Kk | ５相ステツピングモ−タのペンタゴンチヨツパ駆動方法 |
| DE3641448A1 (de) * | 1986-12-04 | 1988-08-11 | Berger Gmbh & Co Gerhard | Ansteuerschaltung fuer 5-phasen-schrittmotor sowie verfahren zum ansteuern |
| JP2577241B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1997-01-29 | 株式会社メレック | ステッピングモータの微小角駆動回路とその微小角駆動方法 |
| JP3388274B2 (ja) * | 1993-02-01 | 2003-03-17 | ミネベア株式会社 | 多相ハイブリッド型ステッピングモータの駆動方法 |
| JPH06245468A (ja) * | 1993-02-01 | 1994-09-02 | Minebea Co Ltd | 多相ハイブリッド型ステッピングモータの駆動方法 |
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-
1985
- 1985-02-06 JP JP60022674A patent/JPH06106039B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3720865A (en) | 1969-04-29 | 1973-03-13 | Thomson Csf | Brushless d.c. motor |
| US4000452A (en) | 1973-08-25 | 1976-12-28 | Gerhard Berger Fabrik Elektrischer Messgerate | Multiphase variable-stepping-angle synchronous motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61185056A (ja) | 1986-08-18 |
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