JPH0690554A - Stepping motor - Google Patents

Stepping motor

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JPH0690554A
JPH0690554A JP23840692A JP23840692A JPH0690554A JP H0690554 A JPH0690554 A JP H0690554A JP 23840692 A JP23840692 A JP 23840692A JP 23840692 A JP23840692 A JP 23840692A JP H0690554 A JPH0690554 A JP H0690554A
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JP
Japan
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rotor
stator
teeth
equation
step motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23840692A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Matsui
信行 松井
Kiyonobu Mizutani
清信 水谷
Shigeo Hayashi
茂男 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a stepping motor, capable of generating a high torque without employing any magnet. CONSTITUTION:A cylindrical stator 10 is provided with a stator core 11, having eight pieces of stator teeth 12 arranged in the circumferential direction with spaces and projected inward in the radial direction thereof, and stator coils 13, wound around respective stator teeth 12. A rotor 20, received in the stator 10 so as to be rotatable around a rotary shaft, is provided with a rotor core 21 having six pieces of rotor teeth 22 arranged in the circumferential direction with spaces and projected outward in the radial direction thereof, and rotor coils 23, wound respectively around the rotor teeth 22. A rotor coil current is controlled in accordance with the rotating angle of the rotor 20 whereby a high torque can be obtained.

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、ステップモータに関
し、特に、ハイブリッド(HB)形ステップモータの構
造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step motor, and more particularly to the structure of a hybrid (HB) type step motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、ステップモータは電気パ
ルスを入力としてパルス数に対応した機械角度を出力と
するモータである。このステップモータには種々のもの
があるが、その1つにハイブリッド形ステップモータが
ある。
As is well known, a step motor is a motor that receives an electric pulse as an input and outputs a mechanical angle corresponding to the number of pulses. There are various types of step motors, and one of them is a hybrid type step motor.

【0003】図2(a)、(b),および(c)に従来
のハイブリッド形ステップモータの構造を示す。ハイブ
リッド形ステップモータは、筒状のステータ10と、こ
のステータ10内に回転軸RAの回りに回転可能に収容
されたロータ20´とからなる。ステータ10はステー
タコア11を含む。ステータコア11は、周方向に間隔
をおいて配置されて半径方向内側に突出した8個のステ
ータ歯12を有する。各ステータ歯12にはステータコ
イル13が巻回されている。
2A, 2B, and 2C show the structure of a conventional hybrid type stepping motor. The hybrid step motor includes a cylindrical stator 10 and a rotor 20 'housed in the stator 10 so as to be rotatable around a rotation axis RA. The stator 10 includes a stator core 11. The stator core 11 has eight stator teeth 12 which are arranged at intervals in the circumferential direction and protrude inward in the radial direction. A stator coil 13 is wound around each stator tooth 12.

【0004】ステータコイル13には、図2(b)およ
び(c)に示すように、A相コイルとB相コイルとの2
種類のコイルがある。A相コイルとB相コイルとは8個
のステータ歯12に周方向に沿って交互に巻回されてい
る。互いに対向する2個のステータ歯12に巻回された
A相コイルは同相に巻回されている(図2(b)および
(c)のAまたはAバー(Aの上にバーが付いてい
る))が、互いに歯の位相が90°ずれた2個のステー
タ歯12に巻回されたA相コイルは逆相に巻回されてい
る(図2(b)および(c)でAとAバーの関係)。同
様に、互いに対向する2個のステータ歯12に巻回され
たB相コイルは同相に巻回されている(図2(b)およ
び(c)のBまたはBバー)が、互いに歯の位相が90
°ずれた2個のステータ歯12に巻回されたB相コイル
は逆相に巻回されている(図2(b)および(c)でB
とBバーの関係)。
As shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the stator coil 13 includes two A-phase coils and two B-phase coils.
There are different types of coils. The A-phase coil and the B-phase coil are alternately wound around the eight stator teeth 12 along the circumferential direction. The A-phase coils wound around two stator teeth 12 facing each other are wound in the same phase (A or A bar in FIGS. 2B and 2C (a bar is attached on A). )), The A-phase coil wound around the two stator teeth 12 whose teeth are out of phase with each other by 90 ° is wound in the opposite phase (A and A in FIGS. 2B and 2C). Bar relationship). Similarly, the B-phase coils wound around the two stator teeth 12 facing each other are wound in the same phase (B or B bar in FIGS. 2B and 2C), but the phases of the teeth are different from each other. Is 90
The B-phase coil wound around the two stator teeth 12 that are shifted by ° is wound in the opposite phase (see B in FIGS. 2B and 2C).
And B bar).

【0005】一方、ロータ20´は、間に環状の磁石2
3´を介して配置された一対のロータコア21´aおよ
び21´bを含む。ロータコア21´aおよび21´b
はステータコア11と対向している。ロータコア21´
aは、周方向に間隔をおいて配置されて半径方向外側に
突出した6個のロータ歯22´aを有する。同様に、ロ
ータコア21´bは、周方向に間隔をおいて配置されて
半径方向外側に突出した6個のロータ歯22´bを有す
る。図2(b)および(c)から明らかなように、ロー
タ歯22´aとロータ歯22´bとは互いに位相がπラ
ジアンずれている。
On the other hand, the rotor 20 'has an annular magnet 2 between them.
3'includes a pair of rotor cores 21'a and 21'b. Rotor cores 21'a and 21'b
Faces the stator core 11. Rotor core 21 '
The a has six rotor teeth 22'a which are arranged at intervals in the circumferential direction and protrude outward in the radial direction. Similarly, the rotor core 21'b has six rotor teeth 22'b that are arranged at intervals in the circumferential direction and project outward in the radial direction. As is apparent from FIGS. 2B and 2C, the rotor teeth 22'a and the rotor teeth 22'b are out of phase with each other by π radians.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のハイブ
リッド形ステップモータでは、以下に詳細に説明するよ
うに、高トルクを得るためには強力な磁石を必要とする
欠点がある。
The above-mentioned conventional hybrid type step motor has a drawback that a strong magnet is required to obtain a high torque, as will be described in detail below.

【0007】その事情を以下に発生トルク式を用いて説
明する。図2に示したような、ステータ10とロータ2
0´とが共に歯12および22´aと22´bを持ち、
ロータ20´に磁石23´を配したハイブリッド形ステ
ップモータにおいて、ロータ20´の持つ歯数をZr と
すると、ステップモータは極対数Zr の二相多極電動機
と考えられる。そのうちの一極対だけを取り出して考え
れば、図3に示す二相電動機モデルが得られる。
The situation will be described below using the generated torque formula. The stator 10 and rotor 2 as shown in FIG.
0'has teeth 12 and 22'a and 22'b together,
In the hybrid type step motor in which the magnet 23 'is arranged on the rotor 20', if the number of teeth of the rotor 20 'is Zr, the step motor is considered to be a two-phase multi-pole motor having the number of pole pairs Zr. If only one pole pair is taken out and considered, the two-phase motor model shown in FIG. 3 is obtained.

【0008】図3において、2つのステータコイルをα
およびβで示し、2つのロータコイルをaおよびbで示
す。ステータコイルαおよびβには、それぞれ電流iα
およびiβが流れ、それぞれに電圧vαおよびvβが誘
起されるとする。同様に、ロータコイルaおよびbに
は、それぞれ電流iおよびiが流れ、それぞれに電
圧vおよびvが誘起されるとする。また、図4に示
すように、ロータ20´の互いに隣接するロータ歯22
´a(22´b)とロータ歯22´a(22´bとの間
を一周期2πラジアンとして基準にした場合、ステータ
10の互いに隣接するステータ歯12とステータ歯12
との間の周期はθラジアンだけ短くなっている。
In FIG. 3, the two stator coils are α
And β and the two rotor coils are indicated by a and b. A current i α is applied to each of the stator coils α and β.
And i β flow, and voltages v α and v β are respectively induced. Similarly, the rotor coils a and b, a current i a and i b flows, respectively, and the voltage v a and v b are induced respectively. Further, as shown in FIG. 4, adjacent rotor teeth 22 of the rotor 20 'are
When the distance between the ′ a (22′b) and the rotor tooth 22′a (22′b) is set as a reference period of 2π radian, the stator tooth 12 and the stator tooth 12 adjacent to each other of the stator 10 are arranged.
The period between and is shorter by θ radians.

【0009】次に、一般化二相電動機モデルの電圧方程
式について説明する。図3に示す一般的な二相電動機モ
デルで以下の条件を仮定する。
Next, the voltage equation of the generalized two-phase motor model will be described. The following conditions are assumed in the general two-phase motor model shown in FIG.

【0010】(a1 )2つのステータコイルαおよびβ
は同一、2つのロータコイルaおよびbも同一。
(A 1 ) Two stator coils α and β
Are the same, and the two rotor coils a and b are also the same.

【0011】(b1 )ギャップ中の磁束密度は正弦波分
布である。
(B 1 ) The magnetic flux density in the gap has a sinusoidal distribution.

【0012】上記(a1 )の条件より、2つのステータ
コイルαおよびβの自己インダクタンスLαおよびLβ
は互いに等しく、2つのロータコイルaおよびbの自己
インダクタンスLおよびLも互いに等しい。すなわ
ち、ステータ自己インダクタンスおよびロータ自己イン
ダクタンスをそれぞれLsおよびLrとすると、下記の
数式1が成り立つ。
From the condition (a 1 ) above, the self-inductances L α and L β of the two stator coils α and β are
Are equal to each other and the self-inductances L a and L b of the two rotor coils a and b are also equal to each other. That is, when the stator self-inductance and the rotor self-inductance are Ls and Lr, respectively, the following formula 1 is established.

【0013】[0013]

【数1】 [Equation 1]

【0014】また、上記(b1 )の条件を考慮し、ステ
ータ・ロータ間の相互インダクタンスをMとすると、下
記の数式2で表わされる電圧方程式を得る。
When the mutual inductance between the stator and rotor is M in consideration of the above condition (b 1 ), the voltage equation expressed by the following equation 2 is obtained.

【0015】[0015]

【数2】 [Equation 2]

【0016】ここで、pはヘビサイドの演算子(微分演
算子d/dt)を表し、Vは電圧ベクトルを表し、Iは
電流ベクトルを表し、Rは抵抗行列を表し、L(θ)は
インダクタンス行列を表し、Z(θ)はインピーダンス
行列を表す。電圧ベクトルV、電流ベクトルI、抵抗行
列R、およびインダクタンス行列L(θ)は、それぞ
れ、下記の数式3〜数式6で表わされる。
Where p is the Heaviside operator (differential operator d / dt), V is the voltage vector, I is the current vector, R is the resistance matrix, and L (θ) is the inductance. Represents a matrix, and Z (θ) represents an impedance matrix. The voltage vector V, the current vector I, the resistance matrix R, and the inductance matrix L (θ) are represented by the following mathematical formulas 3 to 6, respectively.

【0017】[0017]

【数3】 [Equation 3]

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】[0019]

【数5】 [Equation 5]

【0020】[0020]

【数6】 [Equation 6]

【0021】次に、ステップモータのインダクタンス行
列について説明する。一般的に二相電動機モデルでは、
次のような性質を持つ。
Next, the inductance matrix of the step motor will be described. Generally in two-phase motor models,
It has the following properties.

【0022】(a2 )ステータ、ロータの自己インダク
タンスLs、Lrは、θに関係なく一定値である。
(A 2 ) The self-inductances Ls and Lr of the stator and rotor are constant values regardless of θ.

【0023】(b2 )θの値によりコイル間の相互イン
ダクタンスが0になるところがある。
There is a place where the mutual inductance between the coils becomes zero depending on the value of (b 2 ) θ.

【0024】上記数式6のインダクタンス行列L(θ)
は上記(a2 )、(b2 )の前提のもとで成立するもの
であるが、ハイブリッド形ステップモータでは、動作原
理上、次の性質をもつ。
Inductance matrix L (θ) of the above equation 6
Satisfies the above conditions (a 2 ) and (b 2 ), but the hybrid type step motor has the following properties in terms of the operating principle.

【0025】(a3 )ステータ、ロータの自己インダク
タンスはθの関数であり、いかなるθの値に対しても0
にはならない。
(A 3 ) The self-inductance of the stator and rotor is a function of θ, and is zero for any value of θ.
It doesn't.

【0026】(b3 )コイル間の相互インダクタンスは
いかなるθの値に対しても0にはならない。
(B 3 ) Mutual inductance between the coils does not become zero for any value of θ.

【0027】したがって、上記数式6に示す二相電動機
モデルのインダクタンス行列L(θ)では、完全にステ
ップモータのインダクタンス行列に対応できない。そこ
で、ステップモータのインダクタンス行列L(θ)を下
記の数式7のように表現する。
Therefore, the inductance matrix L (θ) of the two-phase motor model shown in the above equation 6 cannot completely correspond to the inductance matrix of the step motor. Therefore, the inductance matrix L (θ) of the step motor is expressed as in the following Expression 7.

【0028】[0028]

【数7】 [Equation 7]

【0029】次に、d−q軸への変換について説明す
る。上記数式2で表わされる電圧方程式は、たとえ定常
状態であっても解くことは出来ない。そこで、ロータ側
の諸量を図5に示す空間に固定されたd−q軸への変換
を考える。上記数式2を下記の数式8のように表記す
る。
Next, the conversion to the dq axes will be described. The voltage equation represented by the above equation 2 cannot be solved even in a steady state. Therefore, consider conversion of various quantities on the rotor side into dq axes fixed in the space shown in FIG. The above formula 2 is expressed as the following formula 8.

【0030】[0030]

【数8】 [Equation 8]

【0031】次に行列Cを下記の数式9で定義する。Next, the matrix C is defined by the following expression 9.

【0032】[0032]

【数9】 [Equation 9]

【0033】ここで、行列Cs および行列Eは、それぞ
れ、下記の数式10および数式11で表される。
Here, the matrix Cs and the matrix E are expressed by the following equations 10 and 11, respectively.

【0034】[0034]

【数10】 [Equation 10]

【0035】[0035]

【数11】 [Equation 11]

【0036】上記数式9で定義した行列Cで下記の数式
12および数式13の変換を行う。
The following equations 12 and 13 are converted using the matrix C defined by the above equation 9.

【0037】[0037]

【数12】 [Equation 12]

【0038】[0038]

【数13】 [Equation 13]

【0039】上記の数式8、12および13より、下記
の数式14が得られる。
From the above equations 8, 12, and 13, the following equation 14 is obtained.

【0040】[0040]

【数14】 [Equation 14]

【0041】したがって、次の数式15が得られる。Therefore, the following expression 15 is obtained.

【0042】[0042]

【数15】 [Equation 15]

【0043】インピーダンス行列を計算すると、下記の
数式16が得られる。
When the impedance matrix is calculated, the following Expression 16 is obtained.

【0044】[0044]

【数16】 [Equation 16]

【0045】ここで、Gはトルクテンソルといわれ、下
記の数式17で表される。
Here, G is called a torque tensor, and is expressed by the following equation 17.

【0046】[0046]

【数17】 [Equation 17]

【0047】また、d−q軸モデル上での発生トルク
は、次の数式18で得られることが知られている。
Further, it is known that the generated torque on the dq axis model can be obtained by the following formula 18.

【0048】[0048]

【数18】 [Equation 18]

【0049】図5に示す静止系では解析が困難であるの
で、α−β座標の諸量を、図6に示すように、d−q軸
に同期して回転するa−b座標(d軸とa軸、q軸とb
軸は常に一致している)に変換すると、下記の数式19
が成り立つ。
Since it is difficult to analyze in the stationary system shown in FIG. 5, various amounts of α-β coordinates are changed to a-b coordinates (d-axis) which rotate in synchronization with d-q axes as shown in FIG. And a axis, q axis and b
Axis is always the same)
Holds.

【0050】[0050]

【数19】 [Formula 19]

【0051】上記数式3〜5で表された電圧ベクトル
V、電流ベクトルI、および抵抗行列Rを、それぞれ、
下記の数式20〜数式22で示し、
The voltage vector V, the current vector I, and the resistance matrix R expressed by the equations 3 to 5 are respectively
Shown by the following formulas 20 to 22,

【数20】 [Equation 20]

【0052】[0052]

【数21】 [Equation 21]

【0053】[0053]

【数22】 [Equation 22]

【0054】インダクタンス行列L(θ)に上記数式7
を用い、上記数式10の行列Cs を下記の数式23で示
すとする。
In the inductance matrix L (θ)
And the matrix Cs of the above equation 10 is represented by the following equation 23.

【0055】[0055]

【数23】 [Equation 23]

【0056】モータのq軸はd軸に対して電気角で(π
/2)ずれたところに存在し、ロータ側にはd軸成分は
存在しないことを考慮し、上記数式18で表される発生
トルクTを計算すると、下記の数式24を得る。
The q axis of the motor is an electrical angle (π
/ 2) When the generated torque T represented by the above formula 18 is calculated in consideration of the fact that it exists at a shifted position and the d-axis component does not exist on the rotor side, the following formula 24 is obtained.

【0057】[0057]

【数24】 [Equation 24]

【0058】ハイブリッド形ステップモータでは、構造
上、N極とS極が独立した極のように考えられる。した
がって、N極で発生するトルクTN を上記数式24で表
すとすると、S極で発生するトルクTS は下記の数式2
5で表される。
In the hybrid type step motor, the N pole and the S pole are considered as independent poles in terms of structure. Therefore, if the torque T N generated at the N pole is represented by the above formula 24, the torque T S generated at the S pole is expressed by the following formula 2
It is represented by 5.

【0059】[0059]

【数25】 [Equation 25]

【0060】したがって、モータ全体で発生するトルク
Tは下記の数式26で表される。
Therefore, the torque T generated in the entire motor is expressed by the following equation 26.

【0061】[0061]

【数26】 [Equation 26]

【0062】上述から明らかなように、ハイブリッド形
ステップモータのトルク式は上記数式26で表され、d
軸電流iは磁石の強さによって決定されてしまう。こ
の結果、従来のハイブリッド形ステップモータの構造で
は、高トルクを得ようとするには、強力な磁石が必要と
なる。
As is apparent from the above, the torque equation of the hybrid type step motor is represented by the above equation 26, and d
The axial current i d is determined by the strength of the magnet. As a result, in the structure of the conventional hybrid type step motor, a strong magnet is required to obtain high torque.

【0063】したがって、本発明の目的は、磁石を用い
ることなく、高いトルクを発生できるステップモータを
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a step motor which can generate a high torque without using a magnet.

【0064】[0064]

【課題を解決するための手段】本発明によるステップモ
ータは、筒状のステータと、このステータ内に回転軸の
回りに回転可能に収容されたロータとからなるステップ
モータにおいて、ステータは、周方向に間隔をおいて配
置されて半径方向内側に突出した第1の個数のステータ
歯をもつステータコアと、ステータ歯の各々に巻回され
たステータコイルとを有し、ロータは、周方向に間隔を
おいて配置されて半径方向外側に突出し、かつ第1の個
数より少ない第2の個数のロータ歯をもつロータコア
と、ロータ歯の各々に巻回されたロータコイルとを有
し、ロータコイルに電流を流すための電流供給手段と、
ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、この位置
検出手段で検出された検出位置に基づいて、高トルクが
得られるように電流供給手段を制御する制御手段とを有
することを特徴とする。
A step motor according to the present invention is a step motor comprising a cylindrical stator and a rotor rotatably housed in the stator about a rotation axis. A stator core having a first number of stator teeth that are spaced apart and project inward in the radial direction, and a stator coil that is wound around each of the stator teeth, and the rotor is circumferentially spaced. A rotor core having a second number of rotor teeth smaller than the first number and protruding outward in the radial direction; and a rotor coil wound around each of the rotor teeth. Current supply means for flowing
It is characterized by having a position detecting means for detecting the rotational position of the rotor and a control means for controlling the current supplying means so as to obtain high torque based on the detected position detected by the position detecting means.

【0065】[0065]

【作用】ロータの回転位置によってロータコイル電流を
制御することで、有効にトルク発生を行える。
The torque can be effectively generated by controlling the rotor coil current according to the rotational position of the rotor.

【0066】[0066]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0067】図1(a)および(b)に本発明の一実施
例によるハイブリッド形ステップモータの構造を示す。
図示の如く、本実施例のハイブリッド形ステップモータ
は、筒状のステータ10と、このステータ10内に回転
軸RAの回りに回転可能に収容されたロータ20とから
なる。ステータ10の構造は図2に示した従来のものと
同様なので、その説明を省略する。
1A and 1B show the structure of a hybrid type step motor according to an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the hybrid step motor of the present embodiment comprises a cylindrical stator 10 and a rotor 20 housed in the stator 10 so as to be rotatable around a rotation axis RA. Since the structure of the stator 10 is the same as the conventional one shown in FIG. 2, the description thereof will be omitted.

【0068】ロータ20はロータコア21を含む。ロー
タコア21はステータコア11と対向している。ロータ
コア21には、周方向に間隔をおいて配置されて半径方
向外側に突出した6個のロータ歯22を有する。6個の
ロータ歯22には、それぞれ、ロータコイル23(図2
では時計回りにD1 ,D2 ,D3 ,D4 ,D5 、および
6 で示す)が巻回されている。
The rotor 20 includes a rotor core 21. The rotor core 21 faces the stator core 11. The rotor core 21 has six rotor teeth 22 that are arranged at intervals in the circumferential direction and project outward in the radial direction. Each of the six rotor teeth 22 has a rotor coil 23 (see FIG. 2).
In the figure, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5 , and D 6 are wound clockwise.

【0069】このようにロータ20側にロータコイル2
3を持つため、ステップモータは、図示していないが、
ロータコイル23に電流を流すためのブラシおよび整流
子を有する。さらに、ステップモータは、ロータ20の
回転位置を検出するための位置検出器(図示せず)と、
この位置検出器で検出された検出位置に基づいてロータ
コイル電流を制御する制御回路(図示せず)とを備えて
いる。
Thus, the rotor coil 2 is provided on the rotor 20 side.
Since it has 3, the step motor is not shown,
It has a brush and a commutator for passing an electric current through the rotor coil 23. Further, the step motor includes a position detector (not shown) for detecting the rotational position of the rotor 20,
And a control circuit (not shown) that controls the rotor coil current based on the detected position detected by the position detector.

【0070】上記のように、本発明のハイブリッド形ス
テップモータでは、ステータ10とロータ20とにそれ
ぞれステータコイル13およびロータコイル23を配し
ているので、その発生トルクTは下記の数式27で表さ
れる。
As described above, in the hybrid type step motor of the present invention, since the stator coil 13 and the rotor coil 23 are arranged on the stator 10 and the rotor 20, respectively, the generated torque T is expressed by the following formula 27. To be done.

【0071】[0071]

【数27】 [Equation 27]

【0072】したがって本発明では、上記数式27にお
けるd軸電流(ロータコイル電流)iの値を自由に変
更することができる。また、後述するように、上記数式
27の右辺第2項から、ロータ20の回転位置によって
ロータコイル電流iを制御することで、有効にトルク
発生を行える。したがって、従来のハイブリッド形ステ
ップモータのように、コイル13がステータ10のみに
配されている場合に比べ、本発明のハイブリッド形ステ
ップモータの方が、最大で約2倍のトルクを発生でき
る。
Therefore, in the present invention, the value of the d-axis current (rotor coil current) i d in the above equation 27 can be freely changed. Further, as will be described later, the torque can be effectively generated by controlling the rotor coil current i d according to the rotation position of the rotor 20 from the second term on the right side of the equation 27. Therefore, as compared to the case where the coil 13 is arranged only in the stator 10 as in the conventional hybrid type step motor, the hybrid type step motor of the present invention can generate a maximum torque of about twice.

【0073】図1(b)を参照して、本発明のロータコ
イル23の励磁方法について説明する。今、ステータコ
イルAに通電し、ステータコイルBに励磁を切替えよう
とする時のロータコイル23の励磁について考える。こ
のとき、ロータコイル23は、θとb軸電流iとの間
に下記の表1で表される関係をもつ。
A method of exciting the rotor coil 23 of the present invention will be described with reference to FIG. Now, let us consider the excitation of the rotor coil 23 when the stator coil A is energized and the stator coil B is to be switched in excitation. At this time, the rotor coil 23 has the relationship shown in Table 1 below between θ and the b-axis current i b .

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】上記数式27において、b軸電流iとs
inθが、上記表1の値によって決定されるので、ロー
タコイル電流iを下記の表2に示すように制御するこ
とにより、トルクを有効に発生できる。
In the above equation 27, the b-axis currents i b and s
Since in θ is determined by the values in Table 1 above, torque can be effectively generated by controlling the rotor coil current i d as shown in Table 2 below.

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】上記のように、ロータ位置によってロータ
コイル電流iを制御すれば、上記数式27の右辺第2
項に基づくトルクを有効に利用できる。
As described above, if the rotor coil current i d is controlled according to the rotor position, the second right side of the equation 27
The torque based on the term can be effectively used.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ハイブリ
ッド形ステップモータにおいて、コイルをステータのみ
ではなくロータにも配し、ロータの回転角度に応じてロ
ータコイル電流を制御することにより、高トルクが得ら
れるという効果がある。
As described above, according to the present invention, in the hybrid type step motor, the coil is arranged not only in the stator but also in the rotor, and the rotor coil current is controlled according to the rotation angle of the rotor, so that a high torque is achieved. Is obtained.

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

【図1】本発明の一実施例によるハイブリッド形ステッ
プモータの構造を示す図で、(a)は径方向から見た断
面図、(b)は(a)のI−I´線より軸方向から見た
断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a hybrid type step motor according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view seen from a radial direction, and (b) is an axial direction from a line II ′ of (a). It is sectional drawing seen from.

【図2】従来のハイブリッド形ステップモータの構造を
示す図で、(a)は径方向から見た断面図、(b)およ
び(c)はそれぞれII−II´線およびIII −III ´線よ
り軸方向から見た断面図である。
FIG. 2 is a view showing the structure of a conventional hybrid type step motor, in which (a) is a cross-sectional view as seen from the radial direction, and (b) and (c) are lines II-II ′ and III-III ′, respectively. It is sectional drawing seen from the axial direction.

【図3】二相電動機モデルを示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a two-phase motor model.

【図4】ステータのステータ歯とロータのロータ歯と間
の関係をリニアパルスモデルにて示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a relationship between a stator tooth of a stator and a rotor tooth of a rotor in a linear pulse model.

【図5】ロータ側の諸量をd−q軸へ変換した静止系を
示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a stationary system in which various quantities on the rotor side are converted to dq axes.

【図6】α−β座標の諸量をd−q軸に同期して回転す
るa−b座標に変換した回転系を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a rotating system in which various quantities of α-β coordinates are converted into ab coordinates which rotate in synchronization with dq axes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ステータ 11 ステータコア 12 ステータ歯 13 ステータコイル 20 ロータ 21 ロータコア 22 ロータ歯 23 ロータコイル 10 stator 11 stator core 12 stator tooth 13 stator coil 20 rotor 21 rotor core 22 rotor tooth 23 rotor coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筒状のステータと、該ステータ内に回転
軸の回りに回転可能に収容されたロータとからなるステ
ップモータにおいて、 前記ステータは、周方向に間隔をおいて配置されて半径
方向内側に突出した第1の個数のステータ歯をもつステ
ータコアと、前記ステータ歯の各々に巻回されたステー
タコイルとを有し、 前記ロータは、周方向に間隔をおいて配置されて半径方
向外側に突出し、かつ前記第1の個数より少ない第2の
個数のロータ歯をもつロータコアと、前記ロータ歯の各
々に巻回されたロータコイルとを有し、 前記ロータコイルに電流を流すための電流供給手段と、 前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、 該位置検出手段で検出された検出位置に基づいて、高ト
ルクが得られるように前記電流供給手段を制御する制御
手段とを有することを特徴とするステップモータ。
1. A step motor comprising a cylindrical stator and a rotor rotatably housed within the stator so as to be rotatable about a rotation axis, wherein the stator is arranged at intervals in a circumferential direction and is radially arranged. A stator core having a first number of stator teeth projecting inward, and a stator coil wound around each of the stator teeth, wherein the rotor is circumferentially spaced and radially outward. A rotor core having a second number of rotor teeth smaller than the first number, and a rotor coil wound around each of the rotor teeth, and a current for passing a current through the rotor coil. Supply means, position detecting means for detecting the rotational position of the rotor, and the current supplying means for controlling high current based on the detected position detected by the position detecting means. Step motor; and a control unit.
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