JPH07115796A - ステッピングモータの駆動装置 - Google Patents
ステッピングモータの駆動装置Info
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- JPH07115796A JPH07115796A JP25612893A JP25612893A JPH07115796A JP H07115796 A JPH07115796 A JP H07115796A JP 25612893 A JP25612893 A JP 25612893A JP 25612893 A JP25612893 A JP 25612893A JP H07115796 A JPH07115796 A JP H07115796A
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- exciting
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- stepping motor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低速回転域でのトルクを低下することなく高速
回転域においての励磁電流の立ち上がり及び立ち下がり
を速くすることができ、かつ巻線利用効率が良く発熱を
抑えることのできるステッピングモータの駆動装置を提
供する。 【構成】直流電源ＶCCにはスイッチ１１，１２を介して
励磁巻線１３が接続されている。スイッチ１１，１２に
は逆流阻止用のダイオード１６，１７が直列接続されて
いる。励磁巻線１３の中点にはセンタタップＣＴが設け
られており、このセンタタップＣＴはスイッチ２０を介
して電源ＶCCに接続されている。スイッチ２０にはフラ
イホイールダイオード２１が並列接続されている。そし
て、励磁電流立ち上がり時には励磁巻線１３ａにのみ電
流Ｉ1 を流し、ユニポーラ駆動方式にする。時間ｔ1 が
経過すると励磁巻線１３ａ，１３ｂに電流Ｉ2 を流し、
バイポーラ駆動方式に切り換える。
回転域においての励磁電流の立ち上がり及び立ち下がり
を速くすることができ、かつ巻線利用効率が良く発熱を
抑えることのできるステッピングモータの駆動装置を提
供する。 【構成】直流電源ＶCCにはスイッチ１１，１２を介して
励磁巻線１３が接続されている。スイッチ１１，１２に
は逆流阻止用のダイオード１６，１７が直列接続されて
いる。励磁巻線１３の中点にはセンタタップＣＴが設け
られており、このセンタタップＣＴはスイッチ２０を介
して電源ＶCCに接続されている。スイッチ２０にはフラ
イホイールダイオード２１が並列接続されている。そし
て、励磁電流立ち上がり時には励磁巻線１３ａにのみ電
流Ｉ1 を流し、ユニポーラ駆動方式にする。時間ｔ1 が
経過すると励磁巻線１３ａ，１３ｂに電流Ｉ2 を流し、
バイポーラ駆動方式に切り換える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータ、特
にユニポーラ駆動回路とバイポーラ駆動回路とを備えた
ステッピングモータの駆動装置に関する。
にユニポーラ駆動回路とバイポーラ駆動回路とを備えた
ステッピングモータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バイポーラ駆動方式の２相ステッ
ピングモータの各相（Ａ相、Ｂ相）の駆動回路は図４に
示すように構成されている。尚、Ａ相及びＢ相の駆動回
路は同一構成のため、Ａ相についてのみ説明をする。
ピングモータの各相（Ａ相、Ｂ相）の駆動回路は図４に
示すように構成されている。尚、Ａ相及びＢ相の駆動回
路は同一構成のため、Ａ相についてのみ説明をする。
【０００３】直流電源ＶCCには電流方向切り換え用のス
イッチ３１，３２を介してステッピングモータＭの励磁
巻線３３の両端が接続されている。励磁巻線３３の両端
はさらに、電流方向切り換え用のスイッチ３４，３５を
介して接地されている。スイッチ３１，３２，３４，３
５にはそれぞれ、フライホイールダイオード３６，３
７，３８，３９が並列接続されている。このフライホイ
ールダイオード３６，３７，３８，３９はそれぞれの対
応するスイッチ３１，３２，３４，３５がオフしたとき
に、励磁巻線３３に生じる逆起電力による電流を電源Ｖ
CCに回生するためのものである。そして、駆動信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が制御回路４０から各スイッチ３
１，３２，３４，３５にそれぞれ出力されて、各スイッ
チ３１，３２，３４，３５がオン、オフ制御されて励磁
巻線３３が励磁される。すなわち、スイッチ３１と３５
がオン、スイッチ３２と３４がオフすると励磁電流がス
イッチ３１を介して励磁巻線３３に流れ、励磁巻線３３
が励磁されて磁極に磁束を生じる。逆に、スイッチ３２
と３４がオン、スイッチ３１と３５がオフすると励磁電
流がスイッチ３２を介して励磁巻線３３に流れ、励磁巻
線３３が励磁されて磁極に前記動作とは逆方向の磁束が
生じる。
イッチ３１，３２を介してステッピングモータＭの励磁
巻線３３の両端が接続されている。励磁巻線３３の両端
はさらに、電流方向切り換え用のスイッチ３４，３５を
介して接地されている。スイッチ３１，３２，３４，３
５にはそれぞれ、フライホイールダイオード３６，３
７，３８，３９が並列接続されている。このフライホイ
ールダイオード３６，３７，３８，３９はそれぞれの対
応するスイッチ３１，３２，３４，３５がオフしたとき
に、励磁巻線３３に生じる逆起電力による電流を電源Ｖ
CCに回生するためのものである。そして、駆動信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が制御回路４０から各スイッチ３
１，３２，３４，３５にそれぞれ出力されて、各スイッ
チ３１，３２，３４，３５がオン、オフ制御されて励磁
巻線３３が励磁される。すなわち、スイッチ３１と３５
がオン、スイッチ３２と３４がオフすると励磁電流がス
イッチ３１を介して励磁巻線３３に流れ、励磁巻線３３
が励磁されて磁極に磁束を生じる。逆に、スイッチ３２
と３４がオン、スイッチ３１と３５がオフすると励磁電
流がスイッチ３２を介して励磁巻線３３に流れ、励磁巻
線３３が励磁されて磁極に前記動作とは逆方向の磁束が
生じる。
【０００４】ところで、このバイポーラ駆動方式のステ
ッピングモータは巻線利用効率が高いので低速回転域に
おいて高トルクを発生する。しかし、逆にインダクタン
スが大きいために励磁巻線３３に流れる励磁電流の立ち
上がりが悪く、高速回転域では所定の電流値まで立ち上
がらずに出力トルクが低下するという問題点があった。
これに対して、ユニポーラ駆動方式では随時励磁巻線３
３の半分にしか励磁電流が流れないので、インダクタン
スの影響が少なく高速回転域に適しているものの、低速
回転域での出力トルクが不十分であった。
ッピングモータは巻線利用効率が高いので低速回転域に
おいて高トルクを発生する。しかし、逆にインダクタン
スが大きいために励磁巻線３３に流れる励磁電流の立ち
上がりが悪く、高速回転域では所定の電流値まで立ち上
がらずに出力トルクが低下するという問題点があった。
これに対して、ユニポーラ駆動方式では随時励磁巻線３
３の半分にしか励磁電流が流れないので、インダクタン
スの影響が少なく高速回転域に適しているものの、低速
回転域での出力トルクが不十分であった。
【０００５】これらの問題点への対策として、（特開平
１−２９５６９６号）、（特開平２−２６１０９５号）
に示されるようなステッピングモータの駆動装置が提案
されている。これらはステッピングモータの駆動回路に
バイポーラ駆動方式とユニポーラ駆動方式との両方式を
備え、駆動周波数に応じてこの二つの駆動方式を切り換
えるものである。すなわち低速回転域においてはバイポ
ーラ駆動方式、高速回転域においてはユニポーラ駆動方
式を選択する。又、駆動方式を切り換えるのと同時に、
出力トルクを合わせるために電源電圧又は基準電流値を
切り換えている。
１−２９５６９６号）、（特開平２−２６１０９５号）
に示されるようなステッピングモータの駆動装置が提案
されている。これらはステッピングモータの駆動回路に
バイポーラ駆動方式とユニポーラ駆動方式との両方式を
備え、駆動周波数に応じてこの二つの駆動方式を切り換
えるものである。すなわち低速回転域においてはバイポ
ーラ駆動方式、高速回転域においてはユニポーラ駆動方
式を選択する。又、駆動方式を切り換えるのと同時に、
出力トルクを合わせるために電源電圧又は基準電流値を
切り換えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高速回転域
においてユニポーラ駆動方式に切り換えたときは、出力
トルクを低速回転域におけるバイポーラ駆動方式時と同
じに保つため、励磁巻線に流れる電流を２倍に増やさな
ければならない。励磁巻線による発熱は巻線長と電流値
の２乗に比例するので、ユニポーラ駆動方式時には巻線
長が半分となるものの電流値が２倍に増えているため、
低速回転域に比べ高速回転域でのモータの発熱量が増え
てしまう。又、高速回転域全域においてユニポーラ駆動
方式を用いるので、巻線の利用効率が低くなってしま
う。
においてユニポーラ駆動方式に切り換えたときは、出力
トルクを低速回転域におけるバイポーラ駆動方式時と同
じに保つため、励磁巻線に流れる電流を２倍に増やさな
ければならない。励磁巻線による発熱は巻線長と電流値
の２乗に比例するので、ユニポーラ駆動方式時には巻線
長が半分となるものの電流値が２倍に増えているため、
低速回転域に比べ高速回転域でのモータの発熱量が増え
てしまう。又、高速回転域全域においてユニポーラ駆動
方式を用いるので、巻線の利用効率が低くなってしま
う。
【０００７】又、バイポーラ駆動方式において励磁終了
時の回生電流は励磁巻線全てを流れて電源へ回生される
ので、励磁電流の立ち下げに要する時間は改善されず、
ステッピングモータを高速回転域で使用するときの妨げ
の一つとなっていた。
時の回生電流は励磁巻線全てを流れて電源へ回生される
ので、励磁電流の立ち下げに要する時間は改善されず、
ステッピングモータを高速回転域で使用するときの妨げ
の一つとなっていた。
【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は低速回転域でのトルクを
低下することなく高速回転域においての励磁電流の立ち
上がり及び励磁電流の立ち下がりを速くすることがで
き、かつ巻線利用効率を上げ、発熱を抑えることのでき
るステッピングモータの駆動装置を提供することにあ
る。
れたものであって、その目的は低速回転域でのトルクを
低下することなく高速回転域においての励磁電流の立ち
上がり及び励磁電流の立ち下がりを速くすることがで
き、かつ巻線利用効率を上げ、発熱を抑えることのでき
るステッピングモータの駆動装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、請求項１記載の発明は、センタタップが設
けられた励磁巻線に対して、その両端間で電流を双方向
に流すバイポーラ駆動回路とセンタタップと巻線端との
間で一方向に電流を流すユニポーラ駆動回路とを設けた
ステッピングモータの駆動装置において、励磁電流立ち
上がり時にはユニポーラ駆動回路に切り換え、励磁電流
が立ち上がった後にはバイポーラ駆動回路に切り換える
駆動回路切り換え手段を設けたことをその要旨とする。
決するため、請求項１記載の発明は、センタタップが設
けられた励磁巻線に対して、その両端間で電流を双方向
に流すバイポーラ駆動回路とセンタタップと巻線端との
間で一方向に電流を流すユニポーラ駆動回路とを設けた
ステッピングモータの駆動装置において、励磁電流立ち
上がり時にはユニポーラ駆動回路に切り換え、励磁電流
が立ち上がった後にはバイポーラ駆動回路に切り換える
駆動回路切り換え手段を設けたことをその要旨とする。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
テッピングモータの駆動装置において、駆動回路切り換
え手段はユニポーラ駆動回路における励磁電流の立ち上
がり状態を検出する検出部を備え、その検出結果に基づ
いてユニポーラ駆動回路からバイポーラ駆動回路へと切
り換えるものであることをその要旨とする。
テッピングモータの駆動装置において、駆動回路切り換
え手段はユニポーラ駆動回路における励磁電流の立ち上
がり状態を検出する検出部を備え、その検出結果に基づ
いてユニポーラ駆動回路からバイポーラ駆動回路へと切
り換えるものであることをその要旨とする。
【００１１】請求項３記載の発明は、センタタップが設
けられた励磁巻線に対して、その両端間で電流を双方向
に流すバイポーラ駆動回路とセンタタップと巻線端との
間で一方向に電流を流すユニポーラ駆動回路とを設けた
ステッピングモータの駆動装置において、バイポーラ駆
動回路による励磁の終了時に、回生電流を巻線端からセ
ンタタップを介して電源へ流す電流回生手段を設けたこ
とをその要旨とする。
けられた励磁巻線に対して、その両端間で電流を双方向
に流すバイポーラ駆動回路とセンタタップと巻線端との
間で一方向に電流を流すユニポーラ駆動回路とを設けた
ステッピングモータの駆動装置において、バイポーラ駆
動回路による励磁の終了時に、回生電流を巻線端からセ
ンタタップを介して電源へ流す電流回生手段を設けたこ
とをその要旨とする。
【００１２】
【作用】従って、本発明の請求項１記載の発明によれ
ば、励磁電流立ち上がり時にはインダクタンスの小さい
ユニポーラ駆動回路によりステッピングモータを駆動
し、励磁電流を速やかに立ち上げ、励磁電流が立ち上が
った後には巻線利用効率の高いバイポーラ駆動回路によ
りステッピングモータを駆動する。
ば、励磁電流立ち上がり時にはインダクタンスの小さい
ユニポーラ駆動回路によりステッピングモータを駆動
し、励磁電流を速やかに立ち上げ、励磁電流が立ち上が
った後には巻線利用効率の高いバイポーラ駆動回路によ
りステッピングモータを駆動する。
【００１３】請求項２記載の発明によれば、ユニポーラ
駆動回路により励磁が開始され、検出部にて検出される
励磁電流値が所定の励磁電流値まで到達した時にバイポ
ーラ駆動回路へと切り換える。
駆動回路により励磁が開始され、検出部にて検出される
励磁電流値が所定の励磁電流値まで到達した時にバイポ
ーラ駆動回路へと切り換える。
【００１４】請求項３記載の発明によれば、バイポーラ
駆動回路による励磁の終了時にはその回生電流を、巻線
端からセンタタップを介して電源へ流す。このとき利用
する励磁巻線の巻線数が少ないので、電流が素早く回生
される。
駆動回路による励磁の終了時にはその回生電流を、巻線
端からセンタタップを介して電源へ流す。このとき利用
する励磁巻線の巻線数が少ないので、電流が素早く回生
される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を２相ステッピングモータの駆
動装置に具体化した一実施例を図１及び図２に従って説
明する。尚、Ａ相、Ａバー相及びＢ相、Ｂバー相の駆動
回路は同一構成のため、図１にはＡ相、Ａバー相につい
てのみ示している。
動装置に具体化した一実施例を図１及び図２に従って説
明する。尚、Ａ相、Ａバー相及びＢ相、Ｂバー相の駆動
回路は同一構成のため、図１にはＡ相、Ａバー相につい
てのみ示している。
【００１６】直流電源ＶCCには電流方向切り換え用のス
イッチ１１，１２を介してステッピングモータＭの励磁
巻線１３の両端が接続されている。励磁巻線１３の両端
はさらに、電流方向切り換え用のスイッチ１４，１５を
介して接地されている。スイッチ１４，１５にはそれぞ
れフライホイールダイオード１８，１９が並列接続され
ている。励磁巻線１３の中点にはセンタタップＣＴが設
けられており、ステッピングモータＭがユニポーラ駆動
されるときにはこのセンタタップＣＴにより分割された
励磁巻線１３ａ，１３ｂをそれぞれＡ相、Ａバー相とし
て使用する。このセンタタップＣＴは駆動方式切り換え
用のスイッチ２０を介して電源ＶCCに接続されている。
駆動方式切り換え用のスイッチ２０は各相（Ａ相、Ａバ
ー相）が励磁されるときに、励磁開始時点から所定の時
間ｔ1 が経過するまではユニポーラ駆動方式とするため
オンされる。そして、所定の時間ｔ1 以後はバイポーラ
駆動方式に切り換えるためスイッチ２０はオフされる。
時間ｔ1 は励磁巻線１３ａ，１３ｂに流れる励磁電流が
立ち上がるまでに要する時間であり、予め計算又は試験
等により求められている。スイッチ１１，１５又はスイ
ッチ１２，１４の組み合わせでオンすると励磁巻線１３
がバイポーラ駆動方式で励磁される。又、スイッチ１
５，２０の組み合わせでオンすると励磁巻線１３ａが、
スイッチ１４，２０の組み合わせでオンすると励磁巻線
１３ｂがユニポーラ駆動方式で励磁される。各スイッチ
１１，１２，１４，１５，２０のオン、オフ制御は制御
回路２２から出力される駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ５により行われる。
イッチ１１，１２を介してステッピングモータＭの励磁
巻線１３の両端が接続されている。励磁巻線１３の両端
はさらに、電流方向切り換え用のスイッチ１４，１５を
介して接地されている。スイッチ１４，１５にはそれぞ
れフライホイールダイオード１８，１９が並列接続され
ている。励磁巻線１３の中点にはセンタタップＣＴが設
けられており、ステッピングモータＭがユニポーラ駆動
されるときにはこのセンタタップＣＴにより分割された
励磁巻線１３ａ，１３ｂをそれぞれＡ相、Ａバー相とし
て使用する。このセンタタップＣＴは駆動方式切り換え
用のスイッチ２０を介して電源ＶCCに接続されている。
駆動方式切り換え用のスイッチ２０は各相（Ａ相、Ａバ
ー相）が励磁されるときに、励磁開始時点から所定の時
間ｔ1 が経過するまではユニポーラ駆動方式とするため
オンされる。そして、所定の時間ｔ1 以後はバイポーラ
駆動方式に切り換えるためスイッチ２０はオフされる。
時間ｔ1 は励磁巻線１３ａ，１３ｂに流れる励磁電流が
立ち上がるまでに要する時間であり、予め計算又は試験
等により求められている。スイッチ１１，１５又はスイ
ッチ１２，１４の組み合わせでオンすると励磁巻線１３
がバイポーラ駆動方式で励磁される。又、スイッチ１
５，２０の組み合わせでオンすると励磁巻線１３ａが、
スイッチ１４，２０の組み合わせでオンすると励磁巻線
１３ｂがユニポーラ駆動方式で励磁される。各スイッチ
１１，１２，１４，１５，２０のオン、オフ制御は制御
回路２２から出力される駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ５により行われる。
【００１７】前記駆動方式切り換え用のスイッチ２０に
はフライホイールダイオード２１が電源ＶCCに対して逆
方向となるように並列接続されている。又、スイッチ１
１，１２にはそれぞれ逆流防止用ダイオード１６，１７
が直列接続されている。従って、バイポーラ駆動方式に
おいて励磁終了時の回生電流はスイッチ１１又はスイッ
チ１２には流れずに、フライホイールダイオード２１を
介して電源に回生されるようになっている。
はフライホイールダイオード２１が電源ＶCCに対して逆
方向となるように並列接続されている。又、スイッチ１
１，１２にはそれぞれ逆流防止用ダイオード１６，１７
が直列接続されている。従って、バイポーラ駆動方式に
おいて励磁終了時の回生電流はスイッチ１１又はスイッ
チ１２には流れずに、フライホイールダイオード２１を
介して電源に回生されるようになっている。
【００１８】次に前記のように構成されたステッピング
モータＭの駆動装置の作用について説明する。図２のタ
イムチャートに示すように、励磁巻線１３は励磁電流の
立ち上がり時にはユニポーラ駆動方式で励磁される。す
なわち、スイッチ１１はオフされたまま、スイッチ１
５，２０にオンさせる駆動信号Ｓ４，Ｓ５が入力され
る。なお、スイッチ１２，１４はオフしている。そし
て、励磁電流Ｉ1 がスイッチ２０、センタタップＣＴを
介して励磁巻線１３ａにのみ流れる。このとき励磁巻線
１３ａに発生する磁束により励磁巻線１３ｂに誘導起電
力が発生するが、スイッチ１１には逆流防止用ダイオー
ド１６が設けられているので、この誘導起電力による電
流が流れることはない。従って、励磁巻線１３ａに発生
する磁束が打ち消されることはなく、励磁電流Ｉ1 が速
やかに立ち上がる。励磁が開始されてから時間ｔ 1 が経
過すると、スイッチ２０をオフさせる駆動信号Ｓ５とス
イッチ１１をオンさせる駆動信号Ｓ１がそれぞれスイッ
チ２０，１１に入力されてバイポーラ駆動方式に切り換
えられる。このときユニポーラ駆動方式時に励磁巻線１
３ａに流れていた励磁電流Ｉ1 の半分の励磁電流Ｉ2 が
スイッチ１１を介して励磁巻線１３ａ，１３ｂに流れ
る。励磁電流Ｉ2 はユニポーラ駆動方式時の励磁電流Ｉ
1 の半分となるが、使用巻数がユニポーラ駆動時の２倍
となるため、電流値と巻数の積に比例するトルクはユニ
ポーラ駆動方式時と同じ値を出力する。
モータＭの駆動装置の作用について説明する。図２のタ
イムチャートに示すように、励磁巻線１３は励磁電流の
立ち上がり時にはユニポーラ駆動方式で励磁される。す
なわち、スイッチ１１はオフされたまま、スイッチ１
５，２０にオンさせる駆動信号Ｓ４，Ｓ５が入力され
る。なお、スイッチ１２，１４はオフしている。そし
て、励磁電流Ｉ1 がスイッチ２０、センタタップＣＴを
介して励磁巻線１３ａにのみ流れる。このとき励磁巻線
１３ａに発生する磁束により励磁巻線１３ｂに誘導起電
力が発生するが、スイッチ１１には逆流防止用ダイオー
ド１６が設けられているので、この誘導起電力による電
流が流れることはない。従って、励磁巻線１３ａに発生
する磁束が打ち消されることはなく、励磁電流Ｉ1 が速
やかに立ち上がる。励磁が開始されてから時間ｔ 1 が経
過すると、スイッチ２０をオフさせる駆動信号Ｓ５とス
イッチ１１をオンさせる駆動信号Ｓ１がそれぞれスイッ
チ２０，１１に入力されてバイポーラ駆動方式に切り換
えられる。このときユニポーラ駆動方式時に励磁巻線１
３ａに流れていた励磁電流Ｉ1 の半分の励磁電流Ｉ2 が
スイッチ１１を介して励磁巻線１３ａ，１３ｂに流れ
る。励磁電流Ｉ2 はユニポーラ駆動方式時の励磁電流Ｉ
1 の半分となるが、使用巻数がユニポーラ駆動時の２倍
となるため、電流値と巻数の積に比例するトルクはユニ
ポーラ駆動方式時と同じ値を出力する。
【００１９】そして、駆動周波数に対応する周期Ｔでス
イッチ１１，１５をオフさせる駆動信号Ｓ１，Ｓ４がス
イッチ１１，１５に入力される。この時、励磁巻線１３
ａ，１３ｂに逆起電力が生じるが、スイッチ１２には逆
流阻止用のダイオード１７が接続されているので、電源
ＶCCへの回生電流Ｉ3 はフライホイールダイオード１
８、励磁巻線１３ｂ及びフライホイールダイオード２１
を介して流れる。そして、以下同様にしてＢ相、Ａバー
相、Ｂバー相の順に励磁制御される。
イッチ１１，１５をオフさせる駆動信号Ｓ１，Ｓ４がス
イッチ１１，１５に入力される。この時、励磁巻線１３
ａ，１３ｂに逆起電力が生じるが、スイッチ１２には逆
流阻止用のダイオード１７が接続されているので、電源
ＶCCへの回生電流Ｉ3 はフライホイールダイオード１
８、励磁巻線１３ｂ及びフライホイールダイオード２１
を介して流れる。そして、以下同様にしてＢ相、Ａバー
相、Ｂバー相の順に励磁制御される。
【００２０】このように本実施例によれば、ユニポーラ
駆動方式により励磁電流の立ち上がりを速やかにし、励
磁電流が立ち上がった後にはバイポーラ駆動方式に切り
換えてトルクが低下するのを防ぐので、ステッピングモ
ータＭの最適制御が可能となる。
駆動方式により励磁電流の立ち上がりを速やかにし、励
磁電流が立ち上がった後にはバイポーラ駆動方式に切り
換えてトルクが低下するのを防ぐので、ステッピングモ
ータＭの最適制御が可能となる。
【００２１】又、高速回転域においても励磁電流が立ち
上がった後にはバイポーラ駆動方式により駆動するため
電源電圧を変える必要がなく、一つの電圧源を備えるだ
けでよい。又、バイポーラ駆動方式は巻線利用効率が良
いため励磁電流が小さいままで済み、高速回転域におい
て励磁巻線１３ａ，１３ｂにおける発熱を抑えることが
できる。
上がった後にはバイポーラ駆動方式により駆動するため
電源電圧を変える必要がなく、一つの電圧源を備えるだ
けでよい。又、バイポーラ駆動方式は巻線利用効率が良
いため励磁電流が小さいままで済み、高速回転域におい
て励磁巻線１３ａ，１３ｂにおける発熱を抑えることが
できる。
【００２２】さらに、スイッチ１１，１２に対して逆流
防止用ダイオード１６，１７を設けているため、ステッ
ピングモータＭをユニポーラ駆動方式により駆動したと
きに、一方の励磁巻線１３ａ（又は１３ｂ）に発生する
磁束により他方の励磁巻線１３ｂ（又は１３ａ）に誘導
される起電力による電流が流れない。従って、一方の励
磁巻線１３ａ（又は１３ｂ）に発生した磁束が打ち消さ
れることがなく、励磁電流Ｉ1 の立ち上がりを妨げるこ
とがない。又、バイポーラ駆動方式による励磁終了時に
おいても電源への回生電流Ｉ3 が一方の励磁巻線１３ｂ
（又は１３ａ）及びフライホイールダイオード２１を介
して流れるので、励磁電流の立ち下げに要する時間も短
縮される。従って、励磁相の切り換えを速くすることが
できる。
防止用ダイオード１６，１７を設けているため、ステッ
ピングモータＭをユニポーラ駆動方式により駆動したと
きに、一方の励磁巻線１３ａ（又は１３ｂ）に発生する
磁束により他方の励磁巻線１３ｂ（又は１３ａ）に誘導
される起電力による電流が流れない。従って、一方の励
磁巻線１３ａ（又は１３ｂ）に発生した磁束が打ち消さ
れることがなく、励磁電流Ｉ1 の立ち上がりを妨げるこ
とがない。又、バイポーラ駆動方式による励磁終了時に
おいても電源への回生電流Ｉ3 が一方の励磁巻線１３ｂ
（又は１３ａ）及びフライホイールダイオード２１を介
して流れるので、励磁電流の立ち下げに要する時間も短
縮される。従って、励磁相の切り換えを速くすることが
できる。
【００２３】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、例
えば次のように変更してもよい。 （１）上記実施例では、時間ｔ1 はユニポーラ駆動方式
において励磁巻線１３ａ，１３ｂに流れる励磁電流Ｉ1
の立ち上がりに要する時間として求めたものを用いてい
たが、時間ｔ1 は励磁電流Ｉ1 が立ち上がる前であって
も、立ち上がった後でも、励磁電流の立ち上がり時間の
短縮が可能となる範囲であれば適宜変更してもよい。
のでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、例
えば次のように変更してもよい。 （１）上記実施例では、時間ｔ1 はユニポーラ駆動方式
において励磁巻線１３ａ，１３ｂに流れる励磁電流Ｉ1
の立ち上がりに要する時間として求めたものを用いてい
たが、時間ｔ1 は励磁電流Ｉ1 が立ち上がる前であって
も、立ち上がった後でも、励磁電流の立ち上がり時間の
短縮が可能となる範囲であれば適宜変更してもよい。
【００２４】（２）上記実施例では、ユニポーラ駆動方
式からバイポーラ駆動方式への切り換えを予め計算又は
試験等により求められた時間ｔ1 に基づいて行っていた
が、次のように変更してもよい。
式からバイポーラ駆動方式への切り換えを予め計算又は
試験等により求められた時間ｔ1 に基づいて行っていた
が、次のように変更してもよい。
【００２５】図３に示すようにスイッチ１４，１５が励
磁電流検出用抵抗（以下、抵抗という）２３を介して接
地されている。抵抗２３には制御回路２２が接続されて
いる。制御回路２２には基準電圧Ｖref が接続されてい
る。なお、基準電圧Ｖref はユニポーラ駆動方式時に励
磁巻線１３ａ，１３ｂに流れる電流値が所定の電流値
（例えば、定常状態の８０％の電流値）となったときの
抵抗２３の端子間電圧Ｖ R と等しくなるように設定され
ている。
磁電流検出用抵抗（以下、抵抗という）２３を介して接
地されている。抵抗２３には制御回路２２が接続されて
いる。制御回路２２には基準電圧Ｖref が接続されてい
る。なお、基準電圧Ｖref はユニポーラ駆動方式時に励
磁巻線１３ａ，１３ｂに流れる電流値が所定の電流値
（例えば、定常状態の８０％の電流値）となったときの
抵抗２３の端子間電圧Ｖ R と等しくなるように設定され
ている。
【００２６】抵抗２３はユニポーラ駆動方式時に励磁巻
線１３ａ，１３ｂに流れる電流値を端子間電圧ＶR とし
て検出し、制御回路２２に入力する。制御回路２２は入
力された電圧ＶR と基準電圧Ｖref とを比較し、電圧Ｖ
R が基準電圧Ｖref を越えたときスイッチ２０をオフ、
スイッチ１１又はスイッチ１２をオンしてユニポーラ駆
動方式からバイポーラ駆動方式へ切り換える。
線１３ａ，１３ｂに流れる電流値を端子間電圧ＶR とし
て検出し、制御回路２２に入力する。制御回路２２は入
力された電圧ＶR と基準電圧Ｖref とを比較し、電圧Ｖ
R が基準電圧Ｖref を越えたときスイッチ２０をオフ、
スイッチ１１又はスイッチ１２をオンしてユニポーラ駆
動方式からバイポーラ駆動方式へ切り換える。
【００２７】従って、励磁電流値が所定の電流値を越え
たときにユニポーラ駆動方式からバイポーラ駆動方式へ
の切り換えを行うので、出力トルクが必ず所定値まで上
がってから駆動方式を切り換える。その結果、高速回転
域においてもトルク不足となることがない。
たときにユニポーラ駆動方式からバイポーラ駆動方式へ
の切り換えを行うので、出力トルクが必ず所定値まで上
がってから駆動方式を切り換える。その結果、高速回転
域においてもトルク不足となることがない。
【００２８】（３）上記実施例では、駆動周波数に関係
なくユニポーラ駆動方式からバイポーラ駆動方式への切
り換え時間ｔ1 は一定としていたが、駆動周波数に応じ
て変化させるようにしてもよい。すなわち、駆動周波数
が低いときにはバイポーラ駆動方式であっても励磁電流
は十分立ち上がるので、切り換え時間ｔ1 を短くする。
逆に、駆動周波数が高いときにはユニポーラ駆動方式に
より励磁電流を素早く立ち上げる必要があるので、切り
換え時間ｔ1 を長くする。
なくユニポーラ駆動方式からバイポーラ駆動方式への切
り換え時間ｔ1 は一定としていたが、駆動周波数に応じ
て変化させるようにしてもよい。すなわち、駆動周波数
が低いときにはバイポーラ駆動方式であっても励磁電流
は十分立ち上がるので、切り換え時間ｔ1 を短くする。
逆に、駆動周波数が高いときにはユニポーラ駆動方式に
より励磁電流を素早く立ち上げる必要があるので、切り
換え時間ｔ1 を長くする。
【００２９】（４）上記実施例では、駆動周波数に関係
なく励磁電流の立ち上がり時にはユニポーラ駆動方式、
励磁電流が立ち上がった後にはバイポーラ駆動方式によ
りステッピングモータを駆動していたが、次のように変
更してもよい。所定の駆動周波数以下ではバイポーラ駆
動方式のみ、所定の駆動周波数以上ではユニポーラ駆動
方式とバイポーラ駆動方式の切り換えによる駆動として
もよい。尚、所定の駆動周波数はバイポーラ駆動方式に
おいて励磁電流の立ち上がりが間に合わず、出力トルク
の低下が発生し始める駆動周波数とする。このようにす
ることでスイッチ１１，１２，２０の動作回数が少なく
済み、特にスイッチ１１，１２，２０がトランジスタで
ある場合には発熱が抑えられる。
なく励磁電流の立ち上がり時にはユニポーラ駆動方式、
励磁電流が立ち上がった後にはバイポーラ駆動方式によ
りステッピングモータを駆動していたが、次のように変
更してもよい。所定の駆動周波数以下ではバイポーラ駆
動方式のみ、所定の駆動周波数以上ではユニポーラ駆動
方式とバイポーラ駆動方式の切り換えによる駆動として
もよい。尚、所定の駆動周波数はバイポーラ駆動方式に
おいて励磁電流の立ち上がりが間に合わず、出力トルク
の低下が発生し始める駆動周波数とする。このようにす
ることでスイッチ１１，１２，２０の動作回数が少なく
済み、特にスイッチ１１，１２，２０がトランジスタで
ある場合には発熱が抑えられる。
【００３０】（５）上記実施例では、本発明を２相ステ
ッピングモータの１相励磁方式に適用した場合を示した
が、相数及び励磁方式は適宜変更してもよい。
ッピングモータの１相励磁方式に適用した場合を示した
が、相数及び励磁方式は適宜変更してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の請求項１記
載の発明によれば、ステッピングモータにおいて、低速
回転域における出力トルクを低下することなく高速回転
域において励磁電流の立ち上がりを速やかにすることが
でき、かつ高速回転域においても励磁電流が立ち上がっ
た後にはバイポーラ駆動方式により駆動することから高
速回転域における発熱を抑えることができるという優れ
た効果がある。
載の発明によれば、ステッピングモータにおいて、低速
回転域における出力トルクを低下することなく高速回転
域において励磁電流の立ち上がりを速やかにすることが
でき、かつ高速回転域においても励磁電流が立ち上がっ
た後にはバイポーラ駆動方式により駆動することから高
速回転域における発熱を抑えることができるという優れ
た効果がある。
【００３２】請求項２記載の発明によれば、励磁電流値
が所定の電流値になるとユニポーラ駆動回路からバイポ
ーラ駆動回路への切り換えを行うので、高速回転域にお
いてもトルク不足となることがない。
が所定の電流値になるとユニポーラ駆動回路からバイポ
ーラ駆動回路への切り換えを行うので、高速回転域にお
いてもトルク不足となることがない。
【００３３】請求項３記載の発明によれば、バイポーラ
駆動回路においても電流が素早く回生されるので、高速
回転域における励磁電流の立ち下げに要する時間が短縮
される。従って、ステッピングモータの高速化を図るこ
とができるという優れた効果がある。
駆動回路においても電流が素早く回生されるので、高速
回転域における励磁電流の立ち下げに要する時間が短縮
される。従って、ステッピングモータの高速化を図るこ
とができるという優れた効果がある。
【図１】本発明を２相ステッピングモータに具体化した
一実施例を示す回路図である。
一実施例を示す回路図である。
【図２】Ａ相を励磁するときの駆動信号、励磁電流及び
出力トルクを示すタイムチャート図である。
出力トルクを示すタイムチャート図である。
【図３】励磁電流を検出することによってユニポーラ駆
動方式からバイポーラ駆動方式への切り換えを行うステ
ッピングモータを示す回路図である。
動方式からバイポーラ駆動方式への切り換えを行うステ
ッピングモータを示す回路図である。
【図４】従来の２相ステッピングモータを示す回路図で
ある。
ある。
Ｍ…ステッピングモータ、ＣＴ…センタタップ、１１，
１２，１４，１５…電流方向切り換え用スイッチ、１
３，１３ａ，１３ｂ…励磁巻線、２０…駆動回路切り換
え用スイッチ、２２…制御回路、２３…励磁電流検出用
抵抗、Ｖref …基準電圧、ｔ1 …励磁電流の立ち上がり
に要する時間（ユニポーラ駆動方式により駆動する時
間）、Ｉ1 …ユニポーラ駆動方式による励磁電流、Ｉ2
…バイポーラ駆動方式による励磁電流、Ｉ3 …回生電
流。
１２，１４，１５…電流方向切り換え用スイッチ、１
３，１３ａ，１３ｂ…励磁巻線、２０…駆動回路切り換
え用スイッチ、２２…制御回路、２３…励磁電流検出用
抵抗、Ｖref …基準電圧、ｔ1 …励磁電流の立ち上がり
に要する時間（ユニポーラ駆動方式により駆動する時
間）、Ｉ1 …ユニポーラ駆動方式による励磁電流、Ｉ2
…バイポーラ駆動方式による励磁電流、Ｉ3 …回生電
流。
Claims (3)
- 【請求項１】 センタタップが設けられた励磁巻線に対
して、その両端間で電流を双方向に流すバイポーラ駆動
回路とセンタタップと巻線端との間で一方向に電流を流
すユニポーラ駆動回路とを設けたステッピングモータの
駆動装置において、 励磁電流立ち上がり時にはユニポーラ駆動回路に切り換
え、励磁電流が立ち上がった後にはバイポーラ駆動回路
に切り換える駆動回路切り換え手段を設けたステッピン
グモータの駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のステッピングモータの駆
動装置において、 駆動回路切り換え手段はユニポーラ駆動回路における励
磁電流の立ち上がり状態を検出する検出部を備え、その
検出結果に基づいてユニポーラ駆動回路からバイポーラ
駆動回路へと切り換えるものであるステッピングモータ
の駆動装置。 - 【請求項３】 センタタップが設けられた励磁巻線に対
して、その両端間で電流を双方向に流すバイポーラ駆動
回路とセンタタップと巻線端との間で一方向に電流を流
すユニポーラ駆動回路とを設けたステッピングモータの
駆動装置において、 バイポーラ駆動回路による励磁の終了時に、回生電流を
巻線端からセンタタップを介して電源へ流す電流回生手
段を設けたステッピングモータの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25612893A JPH07115796A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | ステッピングモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25612893A JPH07115796A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | ステッピングモータの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115796A true JPH07115796A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17288294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25612893A Pending JPH07115796A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | ステッピングモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115796A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104135200A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-11-05 | 广东美的集团芜湖制冷设备有限公司 | 步进电机的控制方法和控制系统 |
| CN110798106A (zh) * | 2018-08-02 | 2020-02-14 | 格科微电子（上海）有限公司 | 电磁马达的驱动方法 |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP25612893A patent/JPH07115796A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104135200A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-11-05 | 广东美的集团芜湖制冷设备有限公司 | 步进电机的控制方法和控制系统 |
| CN104135200B (zh) * | 2014-07-14 | 2016-11-02 | 广东美的集团芜湖制冷设备有限公司 | 步进电机的控制方法和控制系统 |
| CN110798106A (zh) * | 2018-08-02 | 2020-02-14 | 格科微电子（上海）有限公司 | 电磁马达的驱动方法 |
| CN110798106B (zh) * | 2018-08-02 | 2022-06-17 | 格科微电子（上海）有限公司 | 电磁马达的驱动方法 |
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