JPH06178596A - Controller of stepping motor - Google Patents

Controller of stepping motor

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JPH06178596A
JPH06178596A JP18777092A JP18777092A JPH06178596A JP H06178596 A JPH06178596 A JP H06178596A JP 18777092 A JP18777092 A JP 18777092A JP 18777092 A JP18777092 A JP 18777092A JP H06178596 A JPH06178596 A JP H06178596A
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JP
Japan
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circuit
output
stepping motor
voltage
motor
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Application number
JP18777092A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Shimizu
道弘 清水
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect a rotation signal of a motor and to diagnose the state of rotation of the motor due to the voltage induced in a primary winding and to correct the trouble when the trouble occurs, without using another driving circuit or outside sensor. CONSTITUTION:Detection windings [a] and [b] are installed respectively on primary windings A1 and B1 wound round a stator of a stepping motor 2. Induced voltage E2a and E2b output by the detection windings are signal-processed sequentially by a rotation detecting circuit 1. In the rotation detecting circuit 1, an output amplifying circuit 3 that adjusts induced voltage level, a signal processing circuit 4 that filters noise, a subtracting circuit 5 that filters an unwanted voltage component, using the voltage output from a charging and discharging circuit 8, a waveform reshaping circuit 6 that converts a signal to the one that can be digitized a diagnosing circuit 7 that determines whether the motor rotates normally, a controlling circuit 9a that controls the motor according to the output of the diagnosing circuit 7 and a distributing circuit 9, a power transistor circuit 12, and other circuits are installed. Due to this structure, an easy self-control of the stepping motor is available.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
回転位置および速度などの回転状態を検出し、ステッピ
ングモータが正常に回転しているか否かを診断し、異常
の場合はモータの出力端子より異常信号を出力すると同
時に正常状態に戻す訂正手段を有するステッピングモー
タの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a rotational state such as the rotational position and speed of a stepping motor to diagnose whether or not the stepping motor is rotating normally. The present invention relates to a stepping motor control device having correction means for returning an abnormal signal and returning to a normal state at the same time.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、産業用、一般用を問わず、ステッ
ピングモータの使用は急速に拡大されてきている。この
中で脱調などの異常を検出するために回転検出機能付き
モータが多く使用されてきており、異常の場合でも訂正
動作をさせることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, the use of stepping motors has been rapidly expanded for both industrial and general use. Among them, a motor with a rotation detection function has been widely used to detect an abnormality such as step-out, and a correction operation can be performed even in the case of an abnormality.

【0003】以下に従来の回転検出機能付きステッピン
グモータの制御装置について図面を参照しながら説明す
る。
A conventional stepping motor control device with a rotation detecting function will be described below with reference to the drawings.

【0004】図13(a)に示すように、従来の回転検
出センサとしてポテンショメータを使用した回転検出装
置付きのステッピングモータの制御装置は、回転子2R
と各々ステッピングモータ2の固定子に主巻線A1
2,B1,B2が巻かれ、ポテンショメータ21を用い
てステッピングモータ2と継手22とが機械的に結合さ
れている。電源10とステッピングモータ2の駆動回路
23とは、それぞれ固定子の主巻線A1,A2,B1,B2
に接続されている。ポテンショメータ21の出力端子E
21は駆動回路23に内蔵された制御回路23aに接続
されている。
As shown in FIG. 13A, a conventional controller for a stepping motor with a rotation detecting device using a potentiometer as a rotation detecting sensor is a rotor 2R.
And the main winding A 1 on the stator of the stepping motor 2,
A 2 , B 1 and B 2 are wound and the potentiometer 21 is used to mechanically connect the stepping motor 2 and the joint 22. The power supply 10 and the drive circuit 23 of the stepping motor 2 are connected to the main windings A 1 , A 2 , B 1 , B 2 of the stator, respectively.
It is connected to the. Output terminal E of potentiometer 21
Reference numeral 21 is connected to a control circuit 23a incorporated in the drive circuit 23.

【0005】以下、各構成要素の関係と動作について説
明する。まず、駆動回路23により主巻線A1,A2,B
1,B2は後述の図2で示す位相で各々励磁される。これ
によってステッピングモータ2の回転子2Rは回転し、
この回転子2Rが回転すると継手22が回転し、図13
(b)に示すように回転角度に応じて、ポテンショメー
タ21の出力電圧E21が変化する。
The relationship and operation of each component will be described below. First, the drive circuit 23 drives the main windings A 1 , A 2 , B
1 and B 2 are each excited with the phase shown in FIG. 2 described later. This causes the rotor 2R of the stepping motor 2 to rotate,
When this rotor 2R rotates, the joint 22 rotates, and
As shown in (b), the output voltage E21 of the potentiometer 21 changes according to the rotation angle.

【0006】このようにして、駆動回路23内の制御回
路23aにおいてポテンショメータ21の出力電圧E2
1を検出することにより、ステッピングモータ2が正常
に回転しているか否かを判断し、異常の場合も訂正動作
を行うことができる。
In this way, the output voltage E2 of the potentiometer 21 in the control circuit 23a in the drive circuit 23 is increased.
By detecting 1, it is possible to judge whether or not the stepping motor 2 is rotating normally, and it is possible to perform the correction operation even in the case of an abnormality.

【0007】また、別の方法としては、ステッピングモ
ータの誘起電圧を利用して回転検出を行う方法が提案さ
れているが、その手段としてモータの外部にトランスを
用い、このトランスの一方の巻線とモータの主巻線の1
つの相を直結し、トランスの二次側に発生する誘起電圧
を用いるというものもある。
As another method, a method of detecting rotation by utilizing an induced voltage of a stepping motor has been proposed. As a means therefor, a transformer is used outside the motor and one winding of the transformer is used. And the main winding of the motor 1
There is also one that directly connects two phases and uses an induced voltage generated on the secondary side of the transformer.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ステッピングモータを駆動させモータの回
転を検出するために、モータの外部に励磁を順次切換え
る分配回路およびパワートランジスタ回路、定電圧回路
を含むモータ駆動回路のほか、ポテンショメータのよう
な別個のセンサまたはトランスのような比較的形状や電
流容量の大きい外部部品が必要であり、必要な部品点数
や入出力端子数が多く、形状的な利点や価格的な利点が
少ないという問題点を有していた。また、ポテンショメ
ータのようなセンサを外部に取り付ける場合、モータま
たは負荷との結合が必要となるので、その結合の影響に
よりセンサがヒステリシス特性を有し、位置精度が悪化
するという問題点を有していた。
However, in the above-mentioned conventional structure, in order to drive the stepping motor and detect the rotation of the motor, a distribution circuit for sequentially switching the excitation to the outside of the motor, a power transistor circuit, and a constant voltage circuit are included. In addition to the motor drive circuit, a separate sensor such as a potentiometer or an external component with a relatively large current capacity such as a transformer is required, and the number of required components and the number of input / output terminals are large. There was a problem that there were few price advantages. In addition, when a sensor such as a potentiometer is attached to the outside, it is necessary to couple with a motor or a load, so the sensor has a hysteresis characteristic due to the influence of the coupling, and there is a problem that the position accuracy deteriorates. It was

【0009】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、従来のようなモータの外部に別個の分配回路、パワ
ートランジスタ回路、定電圧回路などのモータ駆動回路
およびセンサなど外部部品を用いることなく、ステッピ
ングモータを駆動させ、ステッピングモータにおける主
巻線に発生する誘起電圧から回転子の回転信号を得、こ
の信号によりモータの回転状態を診断し、異常の場合に
自己訂正動作を行うステッピングモータの制御装置を提
供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art by using a separate distribution circuit, a power transistor circuit, a motor drive circuit such as a constant voltage circuit, and external parts such as a sensor outside the conventional motor. Instead, the stepping motor is driven, the rotation signal of the rotor is obtained from the induced voltage generated in the main winding of the stepping motor, the rotation state of the motor is diagnosed by this signal, and the self-correction operation is performed in the case of an abnormality It is an object of the present invention to provide a control device of.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のステッピングモータの制御装置は、ステッピ
ングモータの固定子に巻線された主巻線と、検出巻線
と、プリント基板上に作られた分配回路と、パワートラ
ンジスタ回路と、定電圧回路と、充放電回路と、検出巻
線の出力から充放電回路の出力を減算する減算演算回路
と、充放電回路の少なくとも一相の出力を増幅する出力
増幅回路と、減算演算回路、検出巻線または充放電回路
の出力信号を処理する信号処理回路と、信号処理回路の
出力波形を整形する波形整形回路と、波形整形回路の出
力を検出してモータが正常に回転しているか否かを診断
する診断回路と、診断回路の出力に応じてモータを制御
する制御回路とからなる構成を有している。さらに、ス
テッピングモータの主巻線に印加される電圧を減算する
印加電圧減算回路を新たに設けることにより、検出巻線
を不要にすることもできる。
In order to achieve this object, a controller for a stepping motor according to the present invention comprises a main winding wound around a stator of a stepping motor, a detection winding, and a printed circuit board. Made distribution circuit, power transistor circuit, constant voltage circuit, charging / discharging circuit, subtraction arithmetic circuit that subtracts output of charging / discharging circuit from output of detection winding, and output of at least one phase of charging / discharging circuit An output amplification circuit that amplifies the output signal, a subtraction calculation circuit, a signal processing circuit that processes the output signal of the detection winding or the charge / discharge circuit, a waveform shaping circuit that shapes the output waveform of the signal processing circuit, and an output of the waveform shaping circuit. It has a configuration including a diagnostic circuit that detects and diagnoses whether the motor is rotating normally, and a control circuit that controls the motor according to the output of the diagnostic circuit. Further, by newly providing an applied voltage subtraction circuit for subtracting the voltage applied to the main winding of the stepping motor, the detection winding can be eliminated.

【0011】[0011]

【作用】本発明は上記した構成において、ステッピング
モータは電源および1つの入力信号を供給するだけで動
作し、主巻線に発生する誘起電圧を主巻線または検出巻
線で検出し、この誘起電圧を増幅回路で増幅し、信号処
理回路で処理し、減算演算回路で演算し、波形整形回路
で波形整形し、診断回路で診断し、制御回路で制御する
ことにより、ステッピングモータの回転が正常か否かを
判別し、異常の場合に自己訂正動作をさせることができ
ることとなる。
According to the present invention, in the above structure, the stepping motor operates by supplying only a power source and one input signal, detects the induced voltage generated in the main winding by the main winding or the detection winding, and induces the induced voltage. The stepping motor rotates normally by amplifying the voltage with the amplification circuit, processing it with the signal processing circuit, calculating it with the subtraction calculation circuit, shaping it with the waveform shaping circuit, diagnosing it with the diagnostic circuit, and controlling it with the control circuit. Whether or not it is possible to carry out the self-correction operation in the case of abnormality.

【0012】[0012]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1に示すように本実施例のステッピング
モータの制御装置は、出力増幅回路3、信号処理回路
4、減算演算回路5、波形整形回路6および診断回路7
からなる回転検出回路1を有し、ステッピングモータ2
の固定子に巻線された主巻線A 1,A2,B1,B2に誘起
される誘起電圧の検出手段として、主巻線A1,A2,B
1,B2とは別に、検出巻線a,bを有している。そして
検出巻線aは主巻線A1と、検出巻線bは主巻線B1と各
々磁気的に結合され、検出巻線aおよびbより出力され
る信号は、出力増幅回路3、信号処理回路4、減算演算
回路5、波形整形回路6および診断回路7を経て処理さ
れる。さらに、充放電回路8とパワートランジスタ回路
12と分配回路9を介して、分配回路9に内蔵された制
御回路9aで制御される。なお、電源10と定電圧回路
11を設け、ステッピングモータ2に対しては入出力端
子14から信号が入出力される。
As shown in FIG. 1, stepping of this embodiment
The motor control device includes an output amplifier circuit 3 and a signal processing circuit.
4, subtraction arithmetic circuit 5, waveform shaping circuit 6, and diagnostic circuit 7
Has a rotation detection circuit 1 including a stepping motor 2
Main winding A wound around the stator of 1, A2, B1, B2Induced in
As a means for detecting the induced voltage generated, the main winding A1, A2, B
1, B2Apart from this, it has detection windings a and b. And
The detection winding a is the main winding A1And the detection winding b is the main winding B1And each
Are magnetically coupled and output from the detection windings a and b.
The output signal is output amplification circuit 3, signal processing circuit 4, subtraction operation
Processed via circuit 5, waveform shaping circuit 6 and diagnostic circuit 7.
Be done. Furthermore, the charge / discharge circuit 8 and the power transistor circuit
12 and the distribution circuit 9 through the control circuit built in the distribution circuit 9.
It is controlled by the control circuit 9a. The power supply 10 and the constant voltage circuit
11 is provided for the stepping motor 2
Signals are input and output from the child 14.

【0014】以下、各構成要素の関係と動作について図
1〜図7を用いて説明する。まず、図1において入出力
端子14のCWまたはCCWに指令パルスが入力され、
分配回路9により主巻線A1,A2,B1,B2が図2に示
すような位相で順次励磁され、ステッピングモータ2の
回転子2Rは回転する。この回転子2Rが回転すると、
誘起電圧E2a,E2bが発生し、検出巻線a,bから
図3(a)に示すような誘起電圧E2a,E2bが信号
として取りだされる。しかしながら、この誘起電圧信号
波形E2aおよびE2bには、ステッピングモータ2の
回転子2Rによる誘起成分と、主巻線A1,A2,B1
2に流れる電流による誘起成分が合成されているた
め、この主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流による
誘起成分を取り除くことによって、ステッピングモータ
2の回転子2Rの誘起成分のみとなる。ここでは、回転
子2Rの誘起成分のみを信号処理することによって、モ
ータの回転信号を得ることができる。
The relationship and operation of each component will be described below with reference to FIGS. First, in FIG. 1, a command pulse is input to the CW or CCW of the input / output terminal 14,
The distribution circuit 9 sequentially excites the main windings A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 in phases as shown in FIG. 2, and the rotor 2R of the stepping motor 2 rotates. When this rotor 2R rotates,
The induced voltages E2a and E2b are generated, and the induced voltages E2a and E2b as shown in FIG. 3A are taken out from the detection windings a and b as signals. However, in the induced voltage signal waveforms E2a and E2b, the induced component by the rotor 2R of the stepping motor 2 and the main windings A 1 , A 2 , B 1 ,
Since the induction component due to the current flowing through B 2 is combined, the induction component due to the current flowing through the main windings A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 is removed to induce the rotor 2R of the stepping motor 2. It is only an ingredient. Here, the rotation signal of the motor can be obtained by signal-processing only the inductive component of the rotor 2R.

【0015】つぎに、回転信号を得る方法について説明
する。まず、図1における検出巻線a,bに現われる誘
起電圧E2aおよびE2bには、ステッピングモータ2
の回転子2Rによる誘起成分と、主巻線A1,A2
1,B2に流れる電流による誘起成分が含まれており、
この主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流による誘起
成分を取り除くことが必要である。ここで、この主巻線
1,A2,B1,B2に流れる電流を各々iA1,iA2
iB1,iB2とし、この電流による誘起電圧成分を各々
EA1,EA2,EB1,EB2とすると、以下の(数1)
が成立する。
Next, a method of obtaining the rotation signal will be described. First, the induced voltages E2a and E2b appearing in the detection windings a and b in FIG.
Of the main windings A 1 , A 2 ,
The induction component due to the current flowing in B 1 and B 2 is included,
It is necessary to remove the induced component due to the current flowing through the main windings A 1 , A 2 , B 1 and B 2 . Here, the currents flowing through the main windings A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 are respectively iA 1 , iA 2 , and
If iB 1 and iB 2 and the induced voltage components due to this current are EA 1 , EA 2 , EB 1 and EB 2 , respectively,
Is established.

【0016】[0016]

【数1】 [Equation 1]

【0017】したがって、このEA1,EA2,EB1
EB2と同じ誘起成分を何らかの方法で形成させ、この
形成させた成分を、検出巻線a,bに現われる誘起電圧
E2aおよびE2bより減算すれば、求める回転子2R
による誘起成分のみを求めることができる。充放電回路
8を使用して主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流に
よる誘起成分EA1,EA2,EB1,EB2を取り除く。
すなわち充放電回路8では図2に示す励磁タイミングを
利用して、まず、主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電
流iA1,iA2,iB1,iB2により誘起される電圧波
形のピーク電圧値を一瞬ホールドし、つぎにこのピーク
電圧値を放電させることによってできる波形E8A1
E8A2,E8B1,E8B2が、主巻線A1,A2,B1
2に流れる電流iA1,iA2,iB1,iB2による誘
起成分に類似した波形になることを利用する。すなわ
ち、以下の(数2)を利用する。
Therefore, this EA 1 , EA 2 , EB 1 ,
The same inductive component as EB 2 is formed by some method, and the formed component is subtracted from the induced voltages E2a and E2b appearing in the detection windings a and b.
Only the induced component due to can be obtained. The charge / discharge circuit 8 is used to remove the induction components EA 1 , EA 2 , EB 1 , EB 2 due to the current flowing in the main windings A 1 , A 2 , B 1 , B 2 .
That is, in the charging / discharging circuit 8, the excitation timing shown in FIG. 2 is utilized to first induce the currents iA 1 , iA 2 , iB 1 , iB 2 flowing in the main windings A 1 , A 2 , B 1 , B 2. Waveform E8A 1 , which is created by holding the peak voltage value of the voltage waveform for a moment and then discharging this peak voltage value,
E8A 2 , E8B 1 , E8B 2 are the main windings A 1 , A 2 , B 1 ,
The fact that the waveforms are similar to the induced components due to the currents iA 1 , iA 2 , iB 1 and iB 2 flowing in B 2 is used. That is, the following (Equation 2) is used.

【0018】[0018]

【数2】 [Equation 2]

【0019】したがって、(数1)および(数2)によ
り適切な定数K1〜K8を選べば、充放電回路8を用い
て、主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流iA1,i
2,iB1,iB2による誘起成分EA1,EA2,E
1,EB2を取り除くことができる。すなわち、(数
1)、(数2)において、定数K1=K5、K2=K6、K
3=K7、K4=K8とすれば、以下の(数3)が成立する
ことになる。
Therefore, if appropriate constants K 1 to K 8 are selected according to (Equation 1) and (Equation 2), the main windings A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 are applied to the main windings A 1 by using the charge / discharge circuit 8. Flowing current iA 1 , i
Induced components EA 1 , EA 2 , E by A 2 , iB 1 , iB 2
B 1 and EB 2 can be removed. That is, in (Equation 1) and (Equation 2), constants K 1 = K 5 , K 2 = K 6 , K
If 3 = K 7 and K 4 = K 8 , the following (Equation 3) is established.

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】つぎに、(数1)および(数2)の適切な
定数の選び方について説明する。ここで、(数1)およ
び(数2)の定数はモータによりばらつきがあり、ま
た、充放電回路8の定数にもばらつきがあること、およ
び基本信号以外の信号、たとえば、雑音信号が混入する
可能性を考慮しなければならない。
Next, how to select appropriate constants of (Equation 1) and (Equation 2) will be described. Here, the constants of (Equation 1) and (Equation 2) vary depending on the motor, and the constants of the charging / discharging circuit 8 also vary, and a signal other than the basic signal, for example, a noise signal is mixed. You have to consider the possibilities.

【0022】そこで図1において、ステッピングモータ
2のばらつきや充放電回路8のばらつきを吸収するため
に、検出巻線a,bからの誘起成分E2a,E2bの電
圧レベルが出力増幅回路3で調整されて各々E3a,E
3bとなり、そののち信号処理回路4にて、たとえば、
ローパスフィルタやバンドパスフィルタにより雑音など
を取り除かれた信号E4aおよびE4bとなり、減算演
算回路5へ入力される。図3(a)にE2a,E2b、
図3(b),(c)にE3a,E3bおよびE4a,E
4bの波形を示す。
Therefore, in FIG. 1, the voltage levels of the inductive components E2a and E2b from the detection windings a and b are adjusted by the output amplifier circuit 3 in order to absorb the variations of the stepping motor 2 and the charging / discharging circuit 8. E3a and E respectively
3b, and then in the signal processing circuit 4, for example,
The signals E4a and E4b from which noise and the like have been removed by the low pass filter and the band pass filter are input to the subtraction calculation circuit 5. In FIG. 3A, E2a, E2b,
E3a, E3b and E4a, E are shown in FIGS.
4b shows the waveform.

【0023】このようにして、減算演算回路5におい
て、信号処理回路4の出力E4a,E4bと、充放電回
路8の出力E8A1,E8A2,E8B1,E8B2とが減
算処理され、主巻線のA1,A2,B1,B2に流れる電流
iA1,iA2,iB1,iB2による誘起成分EA1,E
2,EB1,EB2を取り除くことができる。
In this way, in the subtraction operation circuit 5, the outputs E4a, E4b of the signal processing circuit 4 and the outputs E8A 1 , E8A 2 , E8B 1 , E8B 2 of the charging / discharging circuit 8 are subjected to the subtraction processing, and the main winding Induction components EA 1 and E due to currents iA 1 , iA 2 , iB 1 and iB 2 flowing in A 1 , A 2 , B 1 and B 2 of the line
A 2 , EB 1 and EB 2 can be removed.

【0024】図4に、充放電回路8の出力波形E8
1,E8A2,E8B1,E8B2および減算演算回路5
の出力波形E5A1,E5A2,E5B1,E5B2を示
す。この減算演算回路5の出力E5A1,E5A2,E5
1,E5B2が、波形整形回路6へ入力される。
FIG. 4 shows the output waveform E8 of the charge / discharge circuit 8.
A 1 , E8A 2 , E8B 1 , E8B 2 and subtraction operation circuit 5
Shows the output waveform E5A 1, E5A 2, E5B 1 , E5B 2. The outputs E5A 1 , E5A 2 , E5 of the subtraction calculation circuit 5
B 1 and E5B 2 are input to the waveform shaping circuit 6.

【0025】つぎに、図1における波形整形回路6につ
いて説明する。まず、図4に示すような位相関係で誘起
電圧E5A1,E5A2,E5B1,E5B2が波形整形回
路6に入力されると、波形整形回路6では、図4(b)
に示すように、まず最初にコンパレータにて、E5A1
およびE5B1についてはプラス側、E5A2およびE5
2についてはマイナス側を各々基準電圧としてパルス
波形に変換する。これは、図1における減算演算回路5
において、入力波形E4a,E4bおよびE8A1,E
8A2,E8B1,E8B2のプラス側の電位レベルとマ
イナス側の電位レベルが、磁気的影響などにより常に同
一レベルとは限らず、プラス側またはマイナス側のどち
らか一方のみしか完全に減算処理できないためである。
前記コンパレータにてパルス波形化された波形が図5
(a)に示されるE56A1,E56A2,E56B1
E56B2である。
Next, the waveform shaping circuit 6 in FIG. 1 will be described. First, when the induced voltage E5A 1, E5A 2, E5B 1 , E5B 2 in phase relation as shown in FIG. 4 is input to the waveform shaping circuit 6, the waveform shaping circuit 6, and FIG. 4 (b)
First, in the comparator, E5A 1
And plus side for E5B 1 , E5A 2 and E5
The B 2 is converted to a pulse waveform as each reference voltage and the minus side. This is the subtraction arithmetic circuit 5 in FIG.
Input waveforms E4a, E4b and E8A 1 , E
The potential level on the plus side and the potential level on the minus side of 8A 2 , E8B 1 , and E8B 2 are not always the same level due to magnetic influences, etc., and only one of the plus side and the minus side is completely subtracted. This is because it cannot be done.
The waveform pulse-converted by the comparator is shown in FIG.
E56A 1 , E56A 2 , E56B 1 shown in (a),
It is E56B 2 .

【0026】しかしながら、図5(a)のE56A1
E56A2,E56B1,E56B2は、図4(b)のE
5A1,E5A2,E5B1,E5B2のプラス側あるいは
マイナス側のどちらか一方を基準電圧としてパルス波形
化されたものであり、不安定な要素をもつ波形であり、
作動デューティ50%のパルス波形にはきわめてなりに
くい。そこで、安定な作動デューティ50%のパルス波
形への波形変換手段としてJ−Kフリップフロップを利
用することにより、図5(a)の各波形E56A 1,E
56A2,E56B1,E56B2を作動デューティ50
%のパルス波形に変換する。
However, E56A in FIG.1
E56A2, E56B1, E56B2Is E in FIG.
5A1, E5A2, E5B1, E5B2The plus side of
Pulse waveform with either negative side as reference voltage
Is a waveform that has an unstable element,
Extremely high for pulse waveforms with 50% operating duty
Peg. Therefore, a pulse wave with a stable operation duty of 50%
A JK flip-flop is used as a waveform conversion means
By using each waveform E56A of FIG. 1, E
56A2, E56B1, E56B2Operating duty 50
Convert to a pulse waveform of%.

【0027】図5(b)がその作動デューティ50%の
波形E6a,E6bである。なお、E6aは、図5
(a)のE56A1およびE56A2を、E6bは、図5
(b)におけるE56B1およびE56B2を、各々波形
整形したものである。図5(c)にこの波形整形回路6
のブロック図を示す。このようにして、波形整形された
作動デューティ50%のパルス波形を使用して以下に説
明するように図1の診断回路7にて、ステッピングモー
タ2が正常に回転しているか否かを判断することができ
る。
FIG. 5B shows waveforms E6a and E6b having an operation duty of 50%. E6a is shown in FIG.
(A) E56A 1 and E56A 2 are shown in FIG.
Each of E56B 1 and E56B 2 in (b) is waveform-shaped. This waveform shaping circuit 6 is shown in FIG.
The block diagram of is shown. In this way, the diagnostic circuit 7 of FIG. 1 determines whether or not the stepping motor 2 is normally rotating by using the pulse waveform having the operation duty of 50% which has been waveform-shaped as described below. be able to.

【0028】診断回路7はアップダウンカウンタにより
モータが正常に回転しているか否かを診断するもので、
すなわち、モータが正常に回転しているときは、アップ
パルスかダウンパルスのどちらか一方のみパルス列が現
われるが、モータが異常のときはアップパルス列および
ダウンパルス列両方とも現われる仕組みになっている。
The diagnostic circuit 7 is a circuit for diagnosing whether the motor is rotating normally by an up / down counter.
That is, when the motor is rotating normally, only one of the up pulse train and the down pulse train appears, but when the motor is abnormal, both the up pulse train and the down pulse train appear.

【0029】図6(a)および(b)は、各々回転子2
Rが脱調せず正常に回転している場合の例である。また
図6(c)および(d)は、各々回転子2Rが脱調した
場合すなわちモータが異常となったときの例を示してい
る。なお、図6において、E7a,E7bは、図1にお
ける波形整形回路6の出力E6a,E6bを各々診断回
路7に入力したときの診断回路7の出力波形である。図
7(a)に診断回路7の具体的な処理方法を、図7
(b)に診断回路7のブロック図を示す。
FIGS. 6A and 6B respectively show the rotor 2
This is an example of the case where R does not step out and rotates normally. Further, FIGS. 6C and 6D each show an example when the rotor 2R goes out of step, that is, when the motor becomes abnormal. In FIG. 6, E7a and E7b are output waveforms of the diagnostic circuit 7 when the outputs E6a and E6b of the waveform shaping circuit 6 in FIG. 1 are input to the diagnostic circuit 7, respectively. A concrete processing method of the diagnostic circuit 7 is shown in FIG.
A block diagram of the diagnostic circuit 7 is shown in FIG.

【0030】つぎに、図1における制御回路9aについ
て説明する。まず、図1において診断回路7の出力E7
aおよびE7bが制御回路9aに入力される。このE7
aおよびE7bの出力例は、図6(a),(b),
(c),(d)に示すように、モータが正常に回転して
いるときは、アップパルスかダウンパルスのどちらか一
方のみパルス列が現れるが、モータが異常のときはアッ
プパルス列およびダウンパルス列両方とも現れる仕組み
になっているが、脱調したステップ数がパルス数として
正確に現れるので、万が一脱調しても脱調したステップ
数だけ訂正動作を行えば、正常な制御を行うことができ
る。図1における制御回路9aは、この訂正動作を行う
回路であり、この制御回路9aの指令にしたがい分配回
路9を動作させている。たとえば、図6(d)におい
て、ダウンパルスE7bに合計2パルスのパルス列が現
れているが、これは図6(a)と比較してみると、モー
タが正転方向へ正常に回転中、途中で2パルス分脱調し
たことになる。したがって制御回路9aでは、2パルス
分さらに正転方向へモータを回転させる指令を分配回路
9に出力し、訂正動作させることにより、ステッピング
モータ2を正常に制御することができる。なお、制御方
法として前記した正転または逆転ステップ数を追加する
方法のほか、異常信号パルスが入力された瞬間、ステッ
ピングモータ2をホールドさせることも容易にできる。
さらに、制御回路9a内で、診断回路7の出力の位相を
検知することにより、励磁相の切り換えや相電流の増減
指令を行えば、脱調を起こさせないようにもできる。ま
た、モータ入出力端子14のCKを通じて、異常内容を
モータ外部に出力させることもできる。
Next, the control circuit 9a in FIG. 1 will be described. First, in FIG. 1, the output E7 of the diagnostic circuit 7
a and E7b are input to the control circuit 9a. This E7
Output examples of a and E7b are shown in FIG. 6 (a), (b),
As shown in (c) and (d), when the motor is rotating normally, only one of the up pulse and the down pulse shows a pulse train, but when the motor is abnormal, both the up pulse train and the down pulse train. However, since the number of steps out of step accurately appears as the number of pulses, even if step out occurs, normal control can be performed by performing a correction operation for the number of steps out of step. The control circuit 9a in FIG. 1 is a circuit that performs this correction operation, and operates the distribution circuit 9 in accordance with a command from this control circuit 9a. For example, in FIG. 6 (d), a pulse train of a total of 2 pulses appears in the down pulse E7b. This is compared with FIG. 6 (a). So, it means that two pulses are out of sync. Therefore, the control circuit 9a can normally control the stepping motor 2 by outputting to the distribution circuit 9 a command to rotate the motor in the forward direction by two pulses and performing a correction operation. In addition to the method of adding the forward rotation or reverse rotation step number as the control method, it is possible to easily hold the stepping motor 2 at the moment when the abnormal signal pulse is input.
Further, by detecting the phase of the output of the diagnostic circuit 7 in the control circuit 9a, it is possible to prevent step-out by switching the excitation phase or issuing a command to increase or decrease the phase current. Further, the abnormality content can be output to the outside of the motor through the CK of the motor input / output terminal 14.

【0031】以上のように本実施例によれば、ステッピ
ングモータは、電源および1つの入力信号を供給するだ
けで動作し、モータの主巻線とは別に施された検出巻線
a,bを設けることにより、容量の大きい外部部品を使
用せずに回転子2Rの回転信号を検出することができ、
モータが正常に回転しているか否かを診断し、脱調など
異常の場合でも自己訂正動作をさせることができ、さら
に脱調を起こさせない、いわゆる閉ループ制御を行うこ
ともできる。なお、充放電回路8をデジタルフィルタに
おきかえてもまったく同じ働きをすることは言うまでも
ない。
As described above, according to this embodiment, the stepping motor operates by supplying only the power source and one input signal, and the detection windings a and b provided separately from the main winding of the motor. By providing, it is possible to detect the rotation signal of the rotor 2R without using an external component having a large capacity,
It is possible to diagnose whether or not the motor is rotating normally, perform a self-correction operation even in the case of abnormality such as step-out, and perform so-called closed loop control that does not cause step-out. Needless to say, even if the charging / discharging circuit 8 is replaced with a digital filter, the same operation is performed.

【0032】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0033】図8に示すように本実施例のステッピング
モータの制御装置は、出力増幅回路3、信号処理回路
4、減算演算回路5、波形整形回路6および診断回路7
からなる回転検出回路1を有し、図1の構成と異なるの
は、ステッピングモータ2の固定子に施された主巻線A
1,A2,B1,B2に誘起される誘起電圧の検出手段とし
て、主巻線A1,A2,B1,B2とは別の検出巻線a,b
を不要にした点である。ただし、主巻線A1,A2
1,B2より出力される信号EA1,EA2,EB1,E
2は、出力増幅回路3、信号処理回路4、減算演算回
路5、波形整形回路6および診断回路7を経て処理され
る。さらに、充放電回路8とパワートランジスタ回路1
2と、分配回路9と印加電圧減算回路13を有し、分配
回路9に内蔵された制御回路9aで制御される。なお、
電源10と定電圧回路11を設け、ステッピングモータ
2に対して入出力端子14から信号が入出力される。
As shown in FIG. 8, the control device for the stepping motor according to the present embodiment includes an output amplifier circuit 3, a signal processing circuit 4, a subtraction operation circuit 5, a waveform shaping circuit 6 and a diagnostic circuit 7.
1 is different from the configuration of FIG. 1 in that it has a main winding A formed on the stator of the stepping motor 2.
1, A 2, B 1, as the detection means of the induced voltage induced in B 2, the main winding A 1, A 2, B 1, another detection coil a and B 2, b
This is the point that is unnecessary. However, the main windings A 1 , A 2 ,
Signals EA 1 , EA 2 , EB 1 , E output from B 1 , B 2
B 2 is processed through the output amplification circuit 3, the signal processing circuit 4, the subtraction calculation circuit 5, the waveform shaping circuit 6 and the diagnostic circuit 7. Further, the charge / discharge circuit 8 and the power transistor circuit 1
2, the distribution circuit 9 and the applied voltage subtraction circuit 13, and is controlled by the control circuit 9a incorporated in the distribution circuit 9. In addition,
A power supply 10 and a constant voltage circuit 11 are provided, and signals are input to and output from the input / output terminal 14 with respect to the stepping motor 2.

【0034】以下、各構成要素の関係と動作について図
8〜図11を用いて説明する。まず、図8において主巻
線A1,A2,B1,B2が図2で示すような位相で順次励
磁される。これによって図8におけるステッピングモー
タ2の回転子2Rは回転する。そして、この回転子2R
が回転すると、図9(a)に示すように、誘起電圧EA
1,EA2,EB1,EB2が発生し、主巻線A1,A2,B
1,B2からこの誘起電圧EA1,EA2,EB1,EB2
信号として取りだされる。この誘起電圧信号波形E
1,EA2,EB1,EB2には、図8におけるステッピ
ングモータ2の回転子2Rによる誘起成分と、主巻線A
1,A2,B1,B2に流れる電流による誘起成分と、印加
電圧成分が合成されているため、この主巻線A1,A2
1,B2に流れる電流による誘起成分および印加電圧成
分を取り除くことによって、ステッピングモータ2の回
転子2Rの誘起成分のみとなる。ここでは、この回転子
2Rの誘起成分のみを信号処理することによって、モー
タの回転信号を得ることができる。
The relationship and operation of each component will be described below with reference to FIGS. First, in FIG. 8, the main windings A 1 , A 2 , B 1 and B 2 are sequentially excited in the phases as shown in FIG. As a result, the rotor 2R of the stepping motor 2 in FIG. 8 rotates. And this rotor 2R
Is rotated, as shown in FIG. 9A, the induced voltage EA
1 , EA 2 , EB 1 , EB 2 are generated, and the main windings A 1 , A 2 , B are generated.
The induced voltages EA 1 , EA 2 , EB 1 and EB 2 are taken out from 1 and B 2 as signals. This induced voltage signal waveform E
A 1, EA 2, EB 1, the EB 2 is the induced component due to the rotor 2R of the stepping motor 2 in FIG. 8, the main winding A
Since the induced component due to the current flowing in 1 , A 2 , B 1 and B 2 and the applied voltage component are combined, the main windings A 1 , A 2 ,
By removing the induced component and the applied voltage component due to the currents flowing in B 1 and B 2 , only the induced component of the rotor 2R of the stepping motor 2 becomes. Here, the rotation signal of the motor can be obtained by signal-processing only the inductive component of the rotor 2R.

【0035】つぎに、回転信号を得る方法について説明
する。まず、図8における主巻線A 1,A2,B1,B2
現われる誘起電圧EA1,EA2,EB1,EB2には、ス
テッピングモータ2の回転子2Rによる誘起成分と、主
巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流による誘起成分
と、印加電圧成分が含まれており、この主巻線A1
2,B1,B2に流れる電流による誘起成分および印加
電圧成分を取り除くことが必要である。ここで、この主
巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流を各々iA1,i
2,iB1,iB2とし、この電流による誘起電圧成分
を各々Ea1,Ea2,Eb1,Eb2、回転子2Rによる
誘起成分をERa1,ERa2,ERb1,ERb2、また
印加電圧成分をVA1,VA2,VB1,VB2とすると、
以下の(数4)が成立する。
Next, a method for obtaining the rotation signal will be described.
To do. First, the main winding A in FIG. 1, A2, B1, B2To
Appearing induced voltage EA1, EA2, EB1, EB2In the
The induced component of the rotor 2R of the stepping motor 2
Winding A1, A2, B1, B2Induced by current flowing in the
And the applied voltage component is included.1
A2, B1, B2Component and application due to current flowing in
It is necessary to remove the voltage component. Where this lord
Winding A1, A2, B1, B2The current flowing in each is iA1, I
A2, IB1, IB2And the induced voltage component due to this current
Each Ea1, Ea2, Eb1, Eb2, By rotor 2R
Induction component is ERa1, ERa2, ERb1, ERb2,Also
Applied voltage component is VA1, VA2, VB1, VB2Then,
The following (Equation 4) is established.

【0036】[0036]

【数4】 [Equation 4]

【0037】したがって、このEa1,Ea2,Eb1
Eb2と同じ成分を何らかの方法で形成させ、この形成
させた成分を、主巻線A1,A2,B1,B2に現われる誘
起電圧EA1,EA2,EB1,EB2より減算させ、さら
に印加電圧成分VA1,VA2,VB1,VB2を減算させ
れば、求める回転子2Rによる誘起成分ERa1,ER
1,ERa2,ERb2のみを求めることができる。
Therefore, this Ea 1 , Ea 2 , Eb 1 ,
The same component as Eb 2 is formed by some method, and the formed component is subtracted from the induced voltages EA 1 , EA 2 , EB 1 , EB 2 appearing in the main windings A 1 , A 2 , B 1 , B 2. If the applied voltage components VA 1 , VA 2 , VB 1 and VB 2 are further subtracted, the induced components ERa 1 and ER by the rotor 2R to be obtained are obtained.
Only b 1 , ERa 2 and ERb 2 can be obtained.

【0038】ここでは、まず、図8において、印加電圧
減算回路13を使用して、主巻線A 1,A2,B1,B2
図9(b)に示すような印加電圧成分VA1,VB1,V
2,VB2を取り除く。この印加電圧成分は、図8にお
ける電源10の波形を、図2に示した各相の励磁タイミ
ングを利用すると簡単に得ることができる。したがっ
て、図8における印加電圧減算回路13の出力波形E1
3a1,E13b1,E13a2,E13b2は図9(c)
のようになる。(数4)を利用して、以下の(数5)が
成立する。
Here, first, referring to FIG.
Using the subtraction circuit 13, the main winding A 1, A2, B1, B2To
Applied voltage component VA as shown in FIG.1, VB1, V
A2, VB2Get rid of. This applied voltage component is shown in FIG.
The waveform of the power supply 10 is set to the excitation timing of each phase shown in FIG.
You can easily obtain it by using the ring. According to
Output waveform E1 of the applied voltage subtraction circuit 13 in FIG.
3a1, E13b1, E13a2, E13b2Is shown in FIG.
become that way. Using (Equation 4), the following (Equation 5) is
To establish.

【0039】[0039]

【数5】 [Equation 5]

【0040】つぎに、図8において、充放電回路8を使
用して、主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流による
誘起成分Ea1,Ea2,Eb1,Eb2を取り除く。すな
わち、図8において充放電回路8では、図2の励磁タイ
ミングを利用して、まず、主巻線A1,A2,B1,B2
流れる電流iA1,iA2,iB1,iB2により誘起され
る電圧波形のピーク電圧値を一瞬ホールドし、つぎにこ
のピーク電圧値を放電させることによってできる波形E
8A1,E8A2,E8B1,E8B2が主巻線A 1,A2
1,B2に流れる電流iA1,iA2,iB1,iB2によ
る誘起成分に類似した波形になることを利用する。すな
わち、図1において以下の(数6)を利用する。
Next, referring to FIG. 8, the charging / discharging circuit 8 is used.
Use the main winding A1, A2, B1, B2Depending on the current flowing through
Inducing component Ea1, Ea2, Eb1, Eb2Get rid of. sand
That is, in FIG. 8, the charging / discharging circuit 8 has the excitation tie of FIG.
First, the main winding A1, A2, B1, B2To
Flowing current iA1, IA2, IB1, IB2Induced by
Hold the peak voltage value of the voltage waveform for a moment and then
Waveform E created by discharging the peak voltage value of
8A1, E8A2, E8B1, E8B2Is the main winding A 1, A2
B1, B2Current iA1, IA2, IB1, IB2By
The fact that the waveform is similar to the induced component is used. sand
That is, the following (Equation 6) is used in FIG.

【0041】[0041]

【数6】 [Equation 6]

【0042】したがって、(数4)および(数6)より
適切な定数K1〜K8を選べば、充放電回路8を用いて、
主巻線A1,A2,B1,B2に流れる電流iA1,iA2
iB 1,iB2による誘起成分Ea1,Ea2,Eb1,E
2を取り除くことができる。すなわち、(数4)、
(数6)において、定数K1=K5、K2=K6、K3
7、K4=K8とすれば、以下の(数7)が成立するこ
とになる。
Therefore, from (Equation 4) and (Equation 6),
Appropriate constant K1~ K8If you select, using the charge and discharge circuit 8,
Main winding A1, A2, B1, B2Current iA1, IA2
iB 1, IB2Induced component Ea by1, Ea2, Eb1, E
b2Can be removed. That is, (Equation 4),
In (Equation 6), the constant K1= KFive, K2= K6, K3=
K7, KFour= K8Then, the following (Equation 7) can be established.
Becomes

【0043】[0043]

【数7】 [Equation 7]

【0044】つぎに、(数4)および(数6)の適切な
定数の選び方について説明する。ここで、(数4)およ
び(数6)の定数はモータによりばらつきがあり、ま
た、図8における充放電回路8の定数にもばらつきがあ
ること、および基本信号以外の信号、たとえば、雑音信
号が混入する可能性を考慮しなければならない。そこで
図8において、ステッピングモータ2のばらつきや充放
電回路8のばらつきを吸収するために、印加電圧減算回
路13の出力E13a1,E13a2,E13b1,E1
3b2の電圧レベルが出力増幅回路3で調整されて各々
E3a1,E3a2,E3b1,E3b2となり、そのの
ち、信号処理回路4にて、たとえばローパスフィルタや
バンドパスフィルタにより雑音などを取り除かれた信号
E4a1,E4a2,E4b1,E4b2となり、減算演算
回路5へ入力される。図10(a)にE13a1,E1
3a2,E13b1,E13b2、図10(b)および
(c)にE3a1,E3a2,E3b1,E3b2およびE
4a1,E4a2,E4b1,E4b2の波形をそれぞれ示
す。
Next, how to select appropriate constants of (Equation 4) and (Equation 6) will be described. Here, the constants of (Equation 4) and (Equation 6) vary depending on the motor, and the constants of the charging / discharging circuit 8 in FIG. 8 also vary, and signals other than the basic signal, for example, noise signals. Must be taken into consideration. Therefore, in FIG. 8, in order to absorb the variation of the stepping motor 2 and the variation of the charge / discharge circuit 8, the outputs E13a 1 , E13a 2 , E13b 1 , E1 of the applied voltage subtraction circuit 13 are absorbed.
The voltage level of 3b 2 is adjusted by the output amplifier circuit 3 to become E3a 1 , E3a 2 , E3b 1 and E3b 2 , respectively, and then noise is removed by the signal processing circuit 4, for example, by a low pass filter or a band pass filter. signal E4a 1, E4a 2, E4b 1 , E4b 2 , and the input to the subtraction circuit 5. E13a 1 and E1 in FIG.
3a 2 , E13b 1 , E13b 2 , and E3a 1 , E3a 2 , E3b 1 , E3b 2 and E in FIGS. 10 (b) and 10 (c).
Waveforms of 4a 1 , E4a 2 , E4b 1 and E4b 2 are shown respectively.

【0045】このようにして、図8の減算演算回路5に
おいて、信号処理回路4の出力E4a1,E4a2,E4
1,E4b2と、充放電回路8の出力E8A1,E8
2,E8B1,E8B2とが減算処理され、主巻線の
1,A2,B1,B2に流れる電流iA1,iA2,i
1,iB2による誘起成分Ea1,Ea2,Eb1,Eb2
および印加電圧成分VA1,VA2,VB1,VB2を取り
除くことができる。
In this way, in the subtraction calculation circuit 5 of FIG. 8, the outputs E4a 1 , E4a 2 , E4 of the signal processing circuit 4 are output.
b 1 and E4b 2 and outputs E8A 1 and E8 of the charge / discharge circuit 8.
A 2, E8B 1, E8B 2 and is subtraction, A 1 of the main winding, A 2, B 1, current iA 1 flowing through the B 2, iA 2, i
B 1, induced component Ea 1 by iB 2, Ea 2, Eb 1 , Eb 2
And the applied voltage components VA 1 , VA 2 , VB 1 and VB 2 can be removed.

【0046】図11に、図8における充放電回路8の出
力波形E8A1,E8A2,E8B1,E8B2および減算
演算回路5の出力波形E5A1,E5A2,E5B1,E
5B 2を示す。そして、この減算演算回路5の出力E5
1,E5A2,E5B1,E5B2が、波形整形回路6へ
入力される。
FIG. 11 shows the output of the charging / discharging circuit 8 in FIG.
Force waveform E8A1, E8A2, E8B1, E8B2And subtraction
Output waveform E5A of the arithmetic circuit 51, E5A2, E5B1, E
5B 2Indicates. Then, the output E5 of the subtraction calculation circuit 5
A1, E5A2, E5B1, E5B2But to the waveform shaping circuit 6
Is entered.

【0047】つぎに、図8における波形整形回路6につ
いて説明する。まず、図11(b)に示すような位相関
係で誘起電圧E5A1,E5A2,E5B1,E5B2が波
形整形回路6に入力されると、波形整形回路6では、図
11(b)に示すようにまず最初にコンパレータにて、
各々基準電圧によりパルス波形に変換する。コンパレー
タにてパルス波形化された波形が第1の実施例で示した
図5(a)のE56A 1,E56A2,E56B1,E5
6B2である。したがって、図8における波形整形回路
6および診断回路7の出力は、第1の実施例と同様であ
ることは言うまでもない。
Next, the waveform shaping circuit 6 in FIG.
And explain. First, the position correlation as shown in FIG.
Induced voltage E5A1, E5A2, E5B1, E5B2Wave
When input to the shape shaping circuit 6, the waveform shaping circuit 6
First, in the comparator, as shown in 11 (b),
Each is converted into a pulse waveform by the reference voltage. COMPARE
The waveform pulse-converted by the computer is shown in the first embodiment.
E56A of FIG. 5 (a) 1, E56A2, E56B1, E5
6B2Is. Therefore, the waveform shaping circuit in FIG.
The outputs of 6 and the diagnostic circuit 7 are similar to those of the first embodiment.
Needless to say.

【0048】以上のように本実施例2によれば、ステッ
ピングモータ2は電源および1つの入力信号を供給する
だけで動作し、モータの主巻線とは別に検出巻線を設け
ることなしに、また容量の大きい外部部品も使用せず
に、回転子2Rの回転信号を検出することができ、モー
タが正常に回転しているか否かを診断し、異常の場合で
も自己訂正動作をさせることができる。なお、充放電回
路8をディジタルフィルタに置換えてもまったく同じ働
きをすることは言うまでもない。
As described above, according to the second embodiment, the stepping motor 2 operates only by supplying the power supply and one input signal, and without providing the detection winding in addition to the main winding of the motor, In addition, the rotation signal of the rotor 2R can be detected without using a large-capacity external component, and it is possible to diagnose whether or not the motor is rotating normally, and to perform self-correction operation even in the case of abnormality. it can. Needless to say, even if the charge / discharge circuit 8 is replaced with a digital filter, the same operation is performed.

【0049】なお、上記実施例の制御装置を備えたステ
ッピングモータの断面図は図12に示すようであり、図
において、15はモータ軸、16は軸受、17は回転子
磁石、18は固定子、19は本制御装置の回路付きのプ
リント基板、20はモータケースである。
A sectional view of a stepping motor equipped with the control device of the above embodiment is shown in FIG. 12, in which 15 is a motor shaft, 16 is a bearing, 17 is a rotor magnet, and 18 is a stator. , 19 is a printed circuit board with a circuit of this control device, and 20 is a motor case.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、制御対象のステッピングモータに印加する指
令信号数が削減でき、制御対象のステッピングモータの
回転信号が、エンコーダ、ポテンショメータなどの外部
に別個のセンサまたはトランスのような比較的電流容量
の大きい外部部品を用いることなく検出できる。このた
めに、価格的に有利となるのみならず、あらゆる機器の
小型、軽量、簡略化につながり、さらにセンサにおける
不要なヒステリシス特性などと無関係になるという機能
的効果が得られることとなる。また波形処理手段とし
て、出力増幅回路を使用するため、モータによるばらつ
きや、印加電圧、電流によるばらつきなどにも柔軟に対
応できる。
As is apparent from the above embodiments, according to the present invention, the number of command signals applied to the stepping motor to be controlled can be reduced, and the rotation signal of the stepping motor to be controlled can be used as an encoder, potentiometer, or the like. Detection can be performed without using a separate sensor or an external component having a relatively large current capacity such as a transformer. For this reason, not only is it advantageous in terms of price, but it is possible to obtain the functional effect that it leads to miniaturization, weight reduction, and simplification of all devices, and is independent of unnecessary hysteresis characteristics in the sensor. Further, since the output amplifier circuit is used as the waveform processing means, it is possible to flexibly deal with variations due to the motor, variations due to the applied voltage and current, and the like.

【0051】したがって、本発明のステッピングモータ
の制御装置を、たとえば、自動車のサスペンション制御
システムへ利用した場合、モータが脱調し、車体バラン
スが崩れて危険状態に陥ることを回避することができる
など、安全面でも優れた効果を期待できる。そのほか、
電子制御による四輪操舵システム、パワーステアリング
システム、エンジン制御システム、変速機システム、ア
ンチロックブレーキシステムなど、多くの自動車分野へ
の利用についても同様の効果が期待できる。
Therefore, when the control device for a stepping motor of the present invention is used in, for example, a suspension control system for an automobile, it is possible to prevent the motor from going out of step and losing the balance of the vehicle body and falling into a dangerous state. , You can expect an excellent effect in terms of safety. others,
Similar effects can be expected when used in many automobile fields such as electronically controlled four-wheel steering systems, power steering systems, engine control systems, transmission systems, and antilock brake systems.

【0052】また、プリンタの紙送り制御などの情報機
器分野への利用、さらには、エアコン機器、ビデオ機器
など家電機器分野への利用も、機器の小型、軽量、簡略
化などへつながる効果があるなど優れたステッピングモ
ータの制御装置を実現できるものである。
Further, the use in the field of information equipment such as paper feed control of a printer, and further in the field of home electric appliances such as air conditioner equipment and video equipment also has the effect of reducing the size, weight and simplification of the equipment. It is possible to realize an excellent stepping motor control device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例のステッピングモータの
制御装置のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a stepping motor control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ステッピングモータの主巻線の励磁タイミング
FIG. 2 is an excitation timing chart of the main winding of the stepping motor.

【図3】(a)本発明の第1の実施例における検出巻線
の出力波形図 (b)同実施例における出力増幅回路の出力波形図 (c)同実施例における信号処理回路の出力波形図
3A is an output waveform diagram of a detection winding in the first embodiment of the present invention, FIG. 3B is an output waveform diagram of an output amplifier circuit in the same embodiment, and FIG. 3C is an output waveform of a signal processing circuit in the same embodiment. Figure

【図4】(a)本発明の第1の実施例における充放電回
路の出力波形図 (b)同実施例における減算演算回路の出力波形図
FIG. 4A is an output waveform diagram of a charge / discharge circuit in the first embodiment of the present invention. FIG. 4B is an output waveform diagram of a subtraction calculation circuit in the same embodiment.

【図5】(a)本発明の第1の実施例および第2の実施
例における波形整形回路の内部に存在するコンパレータ
の出力波形図 (b)同実施例における波形整形回路の出力波形図 (c)同実施例における波形整形回路のブロック図
5A is an output waveform diagram of a comparator existing inside the waveform shaping circuit according to the first and second embodiments of the present invention. FIG. 5B is an output waveform diagram of the waveform shaping circuit according to the embodiment. c) Block diagram of the waveform shaping circuit in the embodiment

【図6】(a)モータが正転方向に正常回転している場
合の本発明の第1の実施例および第2の実施例における
波形整形回路および診断回路の出力波形図 (b)モータが逆転方向に正常回転している場合の同実
施例における波形整形回路および診断回路の出力波形図 (c)モータが異常の場合の波形整形回路および診断回
路の出力波形図 (d)モータが異常の場合の波形整形回路および診断回
路の他の出力波形図
FIG. 6 (a) is an output waveform diagram of the waveform shaping circuit and the diagnostic circuit in the first and second embodiments of the present invention when the motor is normally rotating in the normal direction. Output waveform diagrams of the waveform shaping circuit and the diagnostic circuit in the same embodiment in the case of normal rotation in the reverse direction (c) Output waveform diagram of the waveform shaping circuit and diagnostic circuit when the motor is abnormal (d) The motor is abnormal Waveform shaping circuit and other output waveform diagram of diagnostic circuit

【図7】(a)本発明の第1の実施例および第2の実施
例における診断回路の入出力関係図 (b)同実施例における診断回路のブロック図
FIG. 7A is an input / output relationship diagram of a diagnostic circuit according to the first and second embodiments of the present invention. FIG. 7B is a block diagram of the diagnostic circuit according to the same embodiment.

【図8】本発明の第2の実施例におけるステッピングモ
ータの制御装置のブロック図
FIG. 8 is a block diagram of a stepping motor control device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】(a)本発明の第2の実施例における主巻線の
出力波形図 (b)同実施例における印加電圧成分の波形図 (c)同実施例における印加電圧減算回路の出力波形図
9A is an output waveform diagram of a main winding in the second embodiment of the present invention, FIG. 9B is a waveform diagram of an applied voltage component in the same embodiment, and FIG. 9C is an output waveform of an applied voltage subtraction circuit in the same embodiment. Figure

【図10】(a)本発明の第2の実施例における印加電
圧減算回路の出力波形図 (b)同実施例における出力増幅回路の出力波形図 (c)同実施例における信号処理回路の出力波形図
FIG. 10A is an output waveform diagram of an applied voltage subtraction circuit in the second embodiment of the present invention. FIG. 10B is an output waveform diagram of an output amplifier circuit in the same embodiment. FIG. 10C is an output of the signal processing circuit in the same embodiment. Waveform diagram

【図11】(a)本発明の第2の実施例における充放電
回路の出力波形図 (b)同実施例における減算演算回路の出力波形図
FIG. 11 (a) is an output waveform diagram of the charge / discharge circuit in the second embodiment of the present invention. (B) is an output waveform diagram of the subtraction arithmetic circuit in the same embodiment.

【図12】本発明による制御装置を備えたステッピング
モータの断面図
FIG. 12 is a sectional view of a stepping motor having a control device according to the present invention.

【図13】(a)従来のステッピングモータの制御装置
のブロック図 (b)同装置におけるポテンショメータの出力特性図
13A is a block diagram of a conventional stepping motor control device, and FIG. 13B is an output characteristic diagram of a potentiometer in the same device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転検出回路 2 ステッピングモータ 2R 回転子 3 出力増幅回路 4 信号処理回路 5 減算演算回路 6 波形整形回路 7 診断回路 8 充放電回路 9 分配回路 9a 制御回路 11 定電圧回路 12 パワートランジスタ回路 13 印加電圧減算回路 A1,A2,B1,B2 主巻線 a,b 検出巻線1 rotation detection circuit 2 stepping motor 2R rotor 3 output amplification circuit 4 signal processing circuit 5 subtraction calculation circuit 6 waveform shaping circuit 7 diagnostic circuit 8 charging / discharging circuit 9 distribution circuit 9a control circuit 11 constant voltage circuit 12 power transistor circuit 13 applied voltage Subtraction circuit A 1 , A 2 , B 1 , B 2 Main winding a, b Detection winding

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月18日[Submission date] November 18, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】本発明の第1の実施例における検出巻線および
出力増幅回路の出力波形図
FIG. 3 is an output waveform diagram of the detection winding and the output amplifier circuit according to the first embodiment of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステッピングモータの固定子に巻線された
主巻線に少なくとも一相以上の検出巻線を設け、前記検
出巻線より出力される回転子の誘起電圧を出力増幅回
路、信号処理回路、充放電回路、減算演算回路、波形整
形回路、診断回路および制御回路により検出してステッ
ピングモータの回転状態を判別し異常の場合でも自己訂
正動作を行うようにしたステッピングモータの制御装
置。
1. A detection winding of at least one phase is provided in a main winding wound around a stator of a stepping motor, and an induced voltage of a rotor output from the detection winding is output by an amplifier circuit and signal processing. A control device for a stepping motor, which is detected by a circuit, a charge / discharge circuit, a subtraction operation circuit, a waveform shaping circuit, a diagnostic circuit, and a control circuit to determine the rotation state of the stepping motor and to perform a self-correction operation even in the case of an abnormality.
【請求項2】検出巻線を設けることなく、主巻線の誘起
出力電圧からステッピングモータへの印加電圧を減算す
る印加電圧減算回路を設けた請求項1記載のステッピン
グモータの制御装置。
2. The stepping motor control device according to claim 1, further comprising an applied voltage subtraction circuit for subtracting an applied voltage to the stepping motor from an induced output voltage of the main winding without providing a detection winding.
【請求項3】主巻線に励磁電流を分配する分配回路と、
前記分配回路の出力信号により動作するパワートランジ
スタ回路と、前記分配回路、出力増幅回路、信号処理回
路、充放電回路、減算演算回路、波形整形回路、診断回
路および制御回路を動作させる電圧・電流を供給する定
電圧回路とを設けた請求項1または2記載のステッピン
グモータの制御装置。
3. A distribution circuit for distributing an exciting current to the main winding,
A power transistor circuit that operates according to the output signal of the distribution circuit and a voltage / current that operates the distribution circuit, the output amplification circuit, the signal processing circuit, the charge / discharge circuit, the subtraction calculation circuit, the waveform shaping circuit, the diagnostic circuit, and the control circuit. 3. The stepping motor control device according to claim 1, further comprising a constant voltage circuit for supplying the constant voltage circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10289017A (en) * 1997-04-16 1998-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fluid control valve controller
JP2001292596A (en) * 2000-04-07 2001-10-19 Yazaki Corp Stepping motor, and driver

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