JPH069440B2 - 5相ステッピングモ−タの駆動方法 - Google Patents

5相ステッピングモ−タの駆動方法

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JPH069440B2
JPH069440B2 JP59080600A JP8060084A JPH069440B2 JP H069440 B2 JPH069440 B2 JP H069440B2 JP 59080600 A JP59080600 A JP 59080600A JP 8060084 A JP8060084 A JP 8060084A JP H069440 B2 JPH069440 B2 JP H069440B2
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JP
Japan
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transistors
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Mycom KK
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は5相ステッピングモータの駆動方法に関す
る。
(ロ)従来技術 5相ステッピングモータの駆動方法としては、いわゆる
スタンダードドライブ、ペンタゴンドライプ、スタード
ライブなどが提案実施されている。しかして、ペンタゴ
ンドライブ、スタードライプでは4−5相励磁によるハ
ーフステップ駆動を行うことが困難であるため、前記ハ
ーフステップ駆動を行うにあたってはスタンダードドラ
イブが主に用いられる。
第1図は従来技術であるスタンダードドライブの回路図
を示している。
図において、1〜5は5相ステッピングモータの固定子
極に巻回されるコイルよりなるA相〜E相である。各相
はトランジスタ6a〜6dによりそれぞれ同相あるいは逆相
に駆動される。なお、7は各相に励磁電流をあたえる電
源である。
同図より明らかなように、この駆動方法は各相ごとに4
個のトランジスタを使用するから、全部で20個ものトラ
ンジスタで出力段を構成する必要がある。そのため、出
力段での発熱が多くなること、出力段の形状が大きくな
ること、出力段を制御する制御回路は複雑となるほどの
欠点がある。
また、各相はそれぞれ並列励磁される構造であるから、
電源7は4−5相励磁に応じてモータの定格電流(各相
に流し得る電流)の4〜5倍の電流を供給する必要があ
る。そのため、従来の駆動方法によれば、電流容量の大
きな電源を使用しなければならないという欠点がある。
(ハ)目的 この発明は比較的少ない数のトランジスタで5相ステッ
ピングモータの4−5相励磁を行うことができるととも
に、比較的小さい電流容量の電源を使用し得る5相ステ
ッピングモータの駆動方法を提供することを目的として
いる。
(ニ)構成 この発明に係る5相ステッピングモータの駆動方法は、
5相ステッピングモータの順次配列されたA相、B相、
C相、D相、E相の内、A相、C相、E相のグループ
と、B相、D相のグループとが互いに逆相となるように
各相の一端を接続し、前記A相〜E相の他端を、前記A
相〜E相が常に直列に接続された第1の相グループと第
2の相グループとを形成するように接続し、前記第1の
相グループと前記第2の相グループより成る直列回路に
通電するとともに、ステップ毎に、第1の相グループは
所定のスケジユールに従って選択された2又は3個の相
を並列励磁し、第2の相グループは第1の相グループ以
外の相から所定のスケジユールに従って選択した2又は
3個の相を並列励磁することによって、前記A〜E相の
内4又は5個の相を励磁し、合成トルクの方向を順次可
変することにより5相ステッピングモータを駆動するこ
とを特徴としている。
(ホ)実施例 第2図はこの発明に係る5相ステッピングモータの駆動
方法の一実施例を使用した駆動装置の構成を略示した回
路図である。
同図において、第1図と同一部分は同一符号で示してあ
る。しかして、A相1、C相3、E相5のグループとB
相2、D相4のグループとが互いに逆相になるように、
各相の一端が接続されている。
11〜20は各相を励磁するためのトランジスタである。ト
ランジスタ11、13、15、17、19の各エミッタはトランジ
スタ12、14、16、18、20の各コレクタにそれぞれ接続さ
れている。トランジスタ11及び12、トランジスタ13及び
14、トランジスタ15及び16、トランジスタ17及び18、ト
ランジスタ19及び20は電源7に対してそれぞれ並列に接
続されている。しかして、A相1〜E相5の他端は前記
トランジスタ11及び12、トランジスタ13及び14、トラン
ジスタ15及び16、トランジスタ17及び18、トランジスタ
19及び20の各接続点に連結されている。
次に上述した構成の駆動装置の動作説明により、本実施
例に係る駆動方法を説明する。
第3図はこの実施例に用いられる5相ステッピングモー
タの構成を略示した説明図である。
移動子21は50個の歯からなる。固定子22は10個の主極か
ら成り、歯はとなりの極どうしが移動子の歯のピッチの
1/10づつずれるように配列されている。コイルは対
向した2つの主極が同じ磁極(NまたはS)になるよう
巻かれ、全部でA相1〜E相5までの5組の相が形成さ
れる。これらの相は第2図で説明したように接続され
る。
第4図は各相に与える電流波形と励磁方向を示した説明
図である。励磁方向は、第2図に示したA相1、C相
3、E相5にあっては、例えばAからへ電流が流れる
方向を+、からAへ流れる方向を−としており、前記
各相と逆相に接続されるB相2及びD相4にあっては、
例えばからBへ電流が流れる方向を+、その逆を−と
している。
第4図の0〜19は、各相が順次励磁される状態(ステッ
プ)を示している。
例えば、第0ステップにおいて、トランジスタ11、14、
15、18、19は導通し、他のトランジスタは遮断状態であ
る。したがって、電源7から供給された電流は、トラン
ジスタ11、15、19を介して、A相1、C相3、E相5に
与えられ、さらに、B相2、D相4に通電される。した
がって、A相1、C相3、E相5のグループは+方向
に、B相2、D相4のグループは−方向にそれぞれ並列
励磁され、且つ、両グループは直列接続された関係にあ
る。いま、モータの定格電流をIとすると、電源7は2
×Iなる励磁電流を供給すれば足りる。したがって、第
4図の第0ステップの電流波形に示すように、A相1、
C相3、E相5には電流値2I/3(+方向)、B相
2、D相4には電流値I(−方向)がそれぞれ供給され
る。
第5図は前記各ステップにおける各相に生ずるトルクの
ベクトル図である。同図において、ベクトル↑は各相の
トルクを、ベクトルは合成トルクを示している。5相
ステッピングモータの各相のトルクは36゜の電気角θ
の変化を持つベクトルと考えられる。これを機械角θ
に変換すると、 θ=回転子の歯のピーチ角/10 =7.2/10=0.72゜ に相当する。
同図(a)は前記第0ステップにおけるベクトル図であ
る。各相が前述したように励磁されることにより、この
ステッピングモータは5相励磁状態になり、合成トルク
ベクトルはC相のトルクベクトルと同じ方向を向く。
次に、第1ステップに移った場合を説明する。第1ステ
ップにおいては、第0ステップで導通状態にあったトラ
ンジスタ11が遮断状態になるため、4相励磁となる。電
流波形は、第4図に示すように、C相3、E相5に電流
値I(+方向)、B相2、D相4に電流値I(−方向)
となる。このとき合成トルクは、第5図(b)に示すよう
に、C相とD相の中間方向を向く。したがって、回転子
は0.32゜(ハーフステップ)時計方向に回転する。
第2ステップにおいては、同図(c)に示すように、5相
励磁となる。電流波形は、C相3、E相5が電流値I
(+方向)、A相1、B相2、D相4が電流値2I/3
(+方向)となる。合成トルクベクトルはD相のトルク
ベクトルと同一の方向となる。しかして、回転子は第0
ステップのときを基準として、0.72゜回転したことにな
る。
以後、第4図の第3ステップから第19ステップに示した
ような電流が各相に与えられることによって、第5図
(d)〜(h)に示すように合成トルクの方向が順次変化す
る。しかして、合成トルクの方向の変化に伴って、回転
子が回転し、前記合成トクルベクトルが一回転したと
き、回転子は7.2゜進んだことになる。
第6図は合成トルクベクトルの軌跡を描いた説明図であ
る。同図より明らかなように、5相励磁のときの合成ト
ルクベクトルの大きさは、4相励磁のときと比較して、
若干小さくなる。しかし、この程度のトクル差は実使用
上ほとんど問題と成らないレベルである。また、このト
ルク差は電源電流を、5相励磁時に4相励磁時の電流値
よりも若干多く供給することによりなくすることがき
る。
(ヘ)効果 この発明に係る5相ステッピングモータの駆動方法は、
各相を直・並列になるように励磁制御するから、出力段
の駆動トランジスタの数を10個にすることができる。し
たがって、本発明によれば、従来装置の半分のトランジ
スタによって、5相ステッピングモータを4−5相励磁
することができる。
また、本発明は直列励磁を併用するものであるから、電
源電流をモータ定格電流の2〜2.5倍にすることがで
きる。したがって、この発明によれば、従来方法による
よりも小さい電流容量の電源を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術であるスタンダードドライブの回路
図、第2図はこの発明に係る5相ステッピングモータの
駆動方法の一実施例を使用した駆動装置の構成を略示し
た回路図、第3図はこの実施例に係る5相ステッピング
モータの構成を略示した説明図、第4図は各相に与える
電流波形と励磁方向を示した説明図、第5図は前記各ス
テップにおける各相に生ずるトルクのベクトル図、第6
図は合成トルクベクトルの軌跡を描いた説明図である。 1〜5・・・相、7・・・電源、11〜20・・・トランジ
スタ、21・・・回転子、22・・・固定子。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−199498(JP,A) 米国特許3609500(US,A) 米国特許3720865(US,A) 米国特許4000452(US,A) Feinwerkteknik u. Messteknik 86(1978)4, P.176−184

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】5相ステッピングモータの順次配列された
    A相、B相、C相、D相、E相の内、A相、C相、E相
    のグループと、B相、D相のグループとが互いに逆相と
    なるように各相の一端を接続し、前記A相〜E相の他端
    を、前記A相〜E相が常に直列に接続された第1の相グ
    ループと第2の相グループとを形成するように接続し、
    前記第1の相グループと前記第2の相グループより成る
    直列回路に通電するとともに、ステップ毎に、第1の相
    グループは所定のスケジユールに従って選択された2又
    は3個の相を並列励磁し、第2の相グループは第1の相
    グループ以外の相から所定のスケジユールに従って選択
    した2又は3個の相を並列励磁することによって、前記
    A〜E相の内4又は5個の相を励磁し、合成トルクの方
    向を順次可変することにより5相ステッピングモータを
    駆動することを特徴とする5相ステッピングモータの駆
    動方法。
JP59080600A 1984-04-21 1984-04-21 5相ステッピングモ−タの駆動方法 Expired - Lifetime JPH069440B2 (ja)

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