JPH07194193A - モータ制御方法 - Google Patents
モータ制御方法Info
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- JPH07194193A JPH07194193A JP5331782A JP33178293A JPH07194193A JP H07194193 A JPH07194193 A JP H07194193A JP 5331782 A JP5331782 A JP 5331782A JP 33178293 A JP33178293 A JP 33178293A JP H07194193 A JPH07194193 A JP H07194193A
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/32—Reducing overshoot or oscillation, e.g. damping
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/22—Control of step size; Intermediate stepping, e.g. microstepping
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータの巻き線に供給する電力をモータの駆
動励磁内を複数分割して制御するモータ制御方法におい
て、低速域から高速域まで滑らかな電流波形となってモ
ータの振動，騒音が改善されるモータ制御方法を提供す
ること。 【構成】 モータの巻き線に供給する電力をモータの駆
動励磁内を複数分割して制御する方法において、分割数
を駆動励磁時間によって増減させる。即ち、デューティ
設定可能なパルスの発生手段と、そのパルスのデューテ
ィで決定される電流で各相の励磁を行うステッピングモ
ータ駆動回路と、ステッピングモータ１励磁内で複数分
割してデューティを変化させるデューティ可変手段を有
するモータ制御装置において、一連の駆動動作に応じて
励磁内の分割数を変化させることにより低速回転から高
速回転までモータに入力する電流波形を滑らかな正弦波
を入力することができ、回転ムラや騒音の少ないモータ
制御を実現できる。
動励磁内を複数分割して制御するモータ制御方法におい
て、低速域から高速域まで滑らかな電流波形となってモ
ータの振動，騒音が改善されるモータ制御方法を提供す
ること。 【構成】 モータの巻き線に供給する電力をモータの駆
動励磁内を複数分割して制御する方法において、分割数
を駆動励磁時間によって増減させる。即ち、デューティ
設定可能なパルスの発生手段と、そのパルスのデューテ
ィで決定される電流で各相の励磁を行うステッピングモ
ータ駆動回路と、ステッピングモータ１励磁内で複数分
割してデューティを変化させるデューティ可変手段を有
するモータ制御装置において、一連の駆動動作に応じて
励磁内の分割数を変化させることにより低速回転から高
速回転までモータに入力する電流波形を滑らかな正弦波
を入力することができ、回転ムラや騒音の少ないモータ
制御を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータを駆
動源としたモータ制御方法に関し、特に運転モードを数
種類持つ場合、つまりランプアップダウン等の手段によ
り駆動する場合や、複数の速度での定速駆動、保持を行
う場合のモータ制御方法に関する。
動源としたモータ制御方法に関し、特に運転モードを数
種類持つ場合、つまりランプアップダウン等の手段によ
り駆動する場合や、複数の速度での定速駆動、保持を行
う場合のモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステッピングモータは回転位置決
め精度が優れているので近年産業用機器の駆動源として
幅広く用いられてきている。特にオフィス用事務機器、
いわゆるＯＡ（オフィスオートメーション）機器の駆動
用モータとして数多く用いられている。
め精度が優れているので近年産業用機器の駆動源として
幅広く用いられてきている。特にオフィス用事務機器、
いわゆるＯＡ（オフィスオートメーション）機器の駆動
用モータとして数多く用いられている。
【０００３】このようなステッピングモータの駆動方式
として代表的なものに定電圧駆動がある。この方式は回
路構成が最も簡単であり、コスト的にも最も廉価である
ことから広く使用されている。しかし、駆動周波数が高
くなると、モータ巻き線のインダクタンスの影響によ
り、モータ巻き線の電流立ち上がりが遅くなり、高回転
でのトルク減少を招き、高速回転が出来ないという問題
がある。
として代表的なものに定電圧駆動がある。この方式は回
路構成が最も簡単であり、コスト的にも最も廉価である
ことから広く使用されている。しかし、駆動周波数が高
くなると、モータ巻き線のインダクタンスの影響によ
り、モータ巻き線の電流立ち上がりが遅くなり、高回転
でのトルク減少を招き、高速回転が出来ないという問題
がある。
【０００４】また、高速回転に対応させるための駆動方
式として定電流駆動が知られている。この駆動方式はモ
ータ巻き線の時定数を小さくした電圧を印加し、巻き線
インダクタンスの構成として、モータ巻き線に流れる電
流を検出し、設定した電流値になるようにトランジスタ
のスイッチング素子により電流をオンオフして一定に保
つ方式ではあるが、高回転は実現できるものの、反面、
回路が複雑になり、コストが高くなるという欠点があっ
た。さらに、ステッピングモータの場合は、駆動切り替
え時のモータ振動が発生するため、電流値を一定にして
回転数を変えると騒音が発生するため、回転数に適した
電流値に変える必要があり、そのための回路も更に必要
となる。
式として定電流駆動が知られている。この駆動方式はモ
ータ巻き線の時定数を小さくした電圧を印加し、巻き線
インダクタンスの構成として、モータ巻き線に流れる電
流を検出し、設定した電流値になるようにトランジスタ
のスイッチング素子により電流をオンオフして一定に保
つ方式ではあるが、高回転は実現できるものの、反面、
回路が複雑になり、コストが高くなるという欠点があっ
た。さらに、ステッピングモータの場合は、駆動切り替
え時のモータ振動が発生するため、電流値を一定にして
回転数を変えると騒音が発生するため、回転数に適した
電流値に変える必要があり、そのための回路も更に必要
となる。
【０００５】さらに、高度な駆動方式としてモータの軸
にそのモータの解像度以上の精度のエンコーダを取り付
け、その検出情報により、モータの動きに同期して相の
切り替えを行い、回転速度は電圧、又は電流をチョッピ
ングしてそのデューティ比により、速度を変化させる制
御方式が知られている。この方式によると、モータの回
転数が変化した場合でも適正な相の切り替えが行え、い
わゆる脱調状態とはならず、さらに巻き線への電力に応
じた回転周波数となるため、騒音の発生も押さえること
が可能である。しかし、回路構成部品はモータのエンコ
ーダを含めて最大となり、コストの高い構成となってし
まうという欠点があった。
にそのモータの解像度以上の精度のエンコーダを取り付
け、その検出情報により、モータの動きに同期して相の
切り替えを行い、回転速度は電圧、又は電流をチョッピ
ングしてそのデューティ比により、速度を変化させる制
御方式が知られている。この方式によると、モータの回
転数が変化した場合でも適正な相の切り替えが行え、い
わゆる脱調状態とはならず、さらに巻き線への電力に応
じた回転周波数となるため、騒音の発生も押さえること
が可能である。しかし、回路構成部品はモータのエンコ
ーダを含めて最大となり、コストの高い構成となってし
まうという欠点があった。
【０００６】さらには上記のようなモータの巻き線に一
定の電圧を印加する定電圧制御、巻き線の電流検出によ
る定電流方式、および閉ループ制御においては、励磁の
切り替えがデジタル的に行われるので、モータ巻き線に
印加される電流が矩形に近くなり、振動や騒音が発生し
やすくなるという欠点がある。
定の電圧を印加する定電圧制御、巻き線の電流検出によ
る定電流方式、および閉ループ制御においては、励磁の
切り替えがデジタル的に行われるので、モータ巻き線に
印加される電流が矩形に近くなり、振動や騒音が発生し
やすくなるという欠点がある。
【０００７】このため、モータ巻き線に印加する電流が
矩形にならないように、相電流の大きさを変化させ、例
えば正弦波になる電流を印加する方法が試みられてい
る。
矩形にならないように、相電流の大きさを変化させ、例
えば正弦波になる電流を印加する方法が試みられてい
る。
【０００８】具体的には、モータの巻き線に供給する電
力を制御するためのファームウエアによるデューティ比
を設定可能なパルス発生手段により、モータの１励磁内
をあらかじめ設定された分割数で複数分割して、モータ
の巻き線への電力供給量、つまりパルスデューティをあ
らかじめファームウエアのプログラムにより設定するこ
とにより、オープンループでモータ制御を行ない、モー
タの運転に必要なだけの電力を供給して効率的な駆動を
おこなうステッピングモータ駆動方法が提案されてい
る。この方法により、１励磁内をあらかじめ設定された
分割数で複数分割駆動方式で巻き線への電力供給量、つ
まりパルスデューティを正弦波状に近く設定したり、あ
るいは停止、保持、ランプアップダウン、定速走行の各
モードごとにパルスデューティを変えるステッピングモ
ータ駆動方法も提案されている。
力を制御するためのファームウエアによるデューティ比
を設定可能なパルス発生手段により、モータの１励磁内
をあらかじめ設定された分割数で複数分割して、モータ
の巻き線への電力供給量、つまりパルスデューティをあ
らかじめファームウエアのプログラムにより設定するこ
とにより、オープンループでモータ制御を行ない、モー
タの運転に必要なだけの電力を供給して効率的な駆動を
おこなうステッピングモータ駆動方法が提案されてい
る。この方法により、１励磁内をあらかじめ設定された
分割数で複数分割駆動方式で巻き線への電力供給量、つ
まりパルスデューティを正弦波状に近く設定したり、あ
るいは停止、保持、ランプアップダウン、定速走行の各
モードごとにパルスデューティを変えるステッピングモ
ータ駆動方法も提案されている。
【０００９】１励磁内をあらかじめ設定された分割数で
複数分割する駆動方法で巻き線への電力供給量を正弦波
状に近く設定する方法では、上記定電流制御に類した電
流検出手段によりモータに流れる電流を検出して、上記
あらかじめ設定された分割数で複数分割したそれぞれの
範囲内で設定した電流に制御する。閉ループ制御によっ
ても同様な作用効果が得られる。
複数分割する駆動方法で巻き線への電力供給量を正弦波
状に近く設定する方法では、上記定電流制御に類した電
流検出手段によりモータに流れる電流を検出して、上記
あらかじめ設定された分割数で複数分割したそれぞれの
範囲内で設定した電流に制御する。閉ループ制御によっ
ても同様な作用効果が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ステッピン
グモータを自起動周波数領域の低パルスレートで起動さ
せ、起動時に大きな加速カーブを得て、負荷およびロー
ターのイナーシャーを加速させながら適正なタイミング
でパルスレートを増加させ、一定速度の高速パルスレー
トまで負荷を加速する駆動方法をスルーアップ制御と言
うが、このような場合に上記の様なあらかじめ設定され
た分割数で複数分割する方法を用いた時には、分割数を
高速パルスレートに適正にあわせると、低速パルスレー
トで滑らかな正弦波にならず、振動、騒音が発生する場
合がある。
グモータを自起動周波数領域の低パルスレートで起動さ
せ、起動時に大きな加速カーブを得て、負荷およびロー
ターのイナーシャーを加速させながら適正なタイミング
でパルスレートを増加させ、一定速度の高速パルスレー
トまで負荷を加速する駆動方法をスルーアップ制御と言
うが、このような場合に上記の様なあらかじめ設定され
た分割数で複数分割する方法を用いた時には、分割数を
高速パルスレートに適正にあわせると、低速パルスレー
トで滑らかな正弦波にならず、振動、騒音が発生する場
合がある。
【００１１】例えば、図６のように１００ＰＰＳ（相励
磁の切り替え周期１０ｍｓ）から１０００ＰＰＳ（相励
磁の切り替え周期１ｍｓ）までランプアップする駆動の
分割数を４分割に設定した場合、図６に示すように１０
００ＰＰＳすなわち相励磁の切り替え周期１ｍｓでは、
１ｍｓ÷４＝０．２５ｍｓが分割の周期になる。
磁の切り替え周期１０ｍｓ）から１０００ＰＰＳ（相励
磁の切り替え周期１ｍｓ）までランプアップする駆動の
分割数を４分割に設定した場合、図６に示すように１０
００ＰＰＳすなわち相励磁の切り替え周期１ｍｓでは、
１ｍｓ÷４＝０．２５ｍｓが分割の周期になる。
【００１２】図７では１０００ＰＰＳの時のＰＷＭデュ
ーティと相電流カーブを示す。分割内での電流設定値で
ある。このような設定で駆動を行うと、モータの巻き線
には電気抵抗成分やインダクタンス成分が有るため、実
際に巻き線に流れる電流は図７のように滑らかな正弦波
となる。
ーティと相電流カーブを示す。分割内での電流設定値で
ある。このような設定で駆動を行うと、モータの巻き線
には電気抵抗成分やインダクタンス成分が有るため、実
際に巻き線に流れる電流は図７のように滑らかな正弦波
となる。
【００１３】しかしながら、図８のように１００ＰＰＳ
すなわち相励磁の切り替え周期１０ｍｓでは、１０ｍｓ
÷４＝２．５ｍｓが分割の周期になる。この場合は分割
周期が長いため、モータの巻き線には電気抵抗成分やイ
ンダクタンス成分が有っても電流が流れきってしまい、
滑らかな正弦波とならない。
すなわち相励磁の切り替え周期１０ｍｓでは、１０ｍｓ
÷４＝２．５ｍｓが分割の周期になる。この場合は分割
周期が長いため、モータの巻き線には電気抵抗成分やイ
ンダクタンス成分が有っても電流が流れきってしまい、
滑らかな正弦波とならない。
【００１４】また、１００ＰＰＳ前後の低速領域で電流
カーブが滑らかになるように、例えば分割数を４０分割
にすると１００ＰＰＳ、すなわち相励磁の切り替え周期
１０ｍｓでは、１０ｍｓ÷４０＝０．２５ｍｓが分割の
周期になり、滑らかな電流波形が得られるが、１０００
ＰＰＳ、すなわち相励磁の切り替え周期１ｍｓでは、１
ｍｓ÷４０＝０．０２５ｍｓが分割の周期になり、コン
トロールするハードあるいはソフトウェアの負荷が多く
なるという欠点があった。
カーブが滑らかになるように、例えば分割数を４０分割
にすると１００ＰＰＳ、すなわち相励磁の切り替え周期
１０ｍｓでは、１０ｍｓ÷４０＝０．２５ｍｓが分割の
周期になり、滑らかな電流波形が得られるが、１０００
ＰＰＳ、すなわち相励磁の切り替え周期１ｍｓでは、１
ｍｓ÷４０＝０．０２５ｍｓが分割の周期になり、コン
トロールするハードあるいはソフトウェアの負荷が多く
なるという欠点があった。
【００１５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、モータの巻き線に供給す
る電力をモータの駆動励磁内を複数分割して制御するモ
ータ制御方法において、低速域から高速域まで滑らかな
電流波形となってモータの振動，騒音が改善されるモー
タ制御方法を提供することにある。
で、その目的とするところは、モータの巻き線に供給す
る電力をモータの駆動励磁内を複数分割して制御するモ
ータ制御方法において、低速域から高速域まで滑らかな
電流波形となってモータの振動，騒音が改善されるモー
タ制御方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、デューティ設定可能なパルスの発生手段
と、前記パルスのデューティで決定される電流で各相の
励磁を行うステッピングモータ駆動回路と、ステッピン
グモータ１励磁内で複数分割してデューティを変化させ
るデューティ可変手段を有するモータ制御装置におい
て、一連の駆動動作に応じて励磁内の分割数を変化させ
ることを特徴とする。
め、本発明は、デューティ設定可能なパルスの発生手段
と、前記パルスのデューティで決定される電流で各相の
励磁を行うステッピングモータ駆動回路と、ステッピン
グモータ１励磁内で複数分割してデューティを変化させ
るデューティ可変手段を有するモータ制御装置におい
て、一連の駆動動作に応じて励磁内の分割数を変化させ
ることを特徴とする。
【００１７】また、本発明は好ましくは、前記分割数は
励磁の切り替え時間と反比例の関係となることを特徴と
することができる。
励磁の切り替え時間と反比例の関係となることを特徴と
することができる。
【００１８】また、本発明は好ましくは、前記のステッ
ピングモータ１励磁内で複数分割した時の分割周期は１
ｍｓ以下であることを特徴とすることができる。
ピングモータ１励磁内で複数分割した時の分割周期は１
ｍｓ以下であることを特徴とすることができる。
【００１９】また、本発明は好ましくは、少なくとも２
つ以上の駆動パターンを有する請求項１に記載のモータ
制御方法で、各駆動パターンに応じて分割数を変えるこ
とを特徴とすることができる。
つ以上の駆動パターンを有する請求項１に記載のモータ
制御方法で、各駆動パターンに応じて分割数を変えるこ
とを特徴とすることができる。
【００２０】
【作用】本発明では、モータの巻き線に供給する電力を
モータの駆動励磁内を複数分割して制御する方法におい
て、分割数を駆動励磁時間によって増減させるので、低
速域から高速域まで滑らかな電流波形となり、モータの
振動、騒音が改善する。
モータの駆動励磁内を複数分割して制御する方法におい
て、分割数を駆動励磁時間によって増減させるので、低
速域から高速域まで滑らかな電流波形となり、モータの
振動、騒音が改善する。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２２】（第１の実施例）図１は本発明の第１の実
施例のモータ制御装置の回路構成を示す。図１において
１はモータ駆動制御をおこなうＭＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）、２はＭＰＵ１のＭＰＵバスに接続され、その周
波数およびデューティを設定可能なパルス幅変調器（Ｐ
ｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｒａｔｏｒ）（以下、
ＰＷＭユニット）、３はＭＰＵ１のＭＰＵバスに接続さ
れた出力ポート（Ｉ／Ｏポート）であり、ステッピング
モータの駆動用にコード化された信号を発生する。４は
２相のユニポーラ結線されたステッピングモータ、５は
Ｉ／Ｏポート３の出力によりステッピングモータ４の巻
き線電流を制御する電流制御トランジスタである。７は
電流制御トランジスタ６がオフしたときの電流を流す経
路を作るフライホイールダイオード、８はコイルの誘導
電圧による逆電流を防止するダイオード、９はＭＰＵ１
のＭＰＵバスに接続されたプログラム可能なタイマーユ
ニットである。
施例のモータ制御装置の回路構成を示す。図１において
１はモータ駆動制御をおこなうＭＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）、２はＭＰＵ１のＭＰＵバスに接続され、その周
波数およびデューティを設定可能なパルス幅変調器（Ｐ
ｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｒａｔｏｒ）（以下、
ＰＷＭユニット）、３はＭＰＵ１のＭＰＵバスに接続さ
れた出力ポート（Ｉ／Ｏポート）であり、ステッピング
モータの駆動用にコード化された信号を発生する。４は
２相のユニポーラ結線されたステッピングモータ、５は
Ｉ／Ｏポート３の出力によりステッピングモータ４の巻
き線電流を制御する電流制御トランジスタである。７は
電流制御トランジスタ６がオフしたときの電流を流す経
路を作るフライホイールダイオード、８はコイルの誘導
電圧による逆電流を防止するダイオード、９はＭＰＵ１
のＭＰＵバスに接続されたプログラム可能なタイマーユ
ニットである。
【００２３】以上の構成において、ＭＰＵ１は出力ポー
ト３からステッピングモータ４の駆動に必要な図２に示
す２相励磁のための信号を発生する。その出力の変化す
るタイミングはタイマユニット９によりＭＰＵ１のソフ
トにより制御されて出力される。その変化させる時間に
より加速、高速一定速、低速一定速、減速等各モードの
制御が行われる。
ト３からステッピングモータ４の駆動に必要な図２に示
す２相励磁のための信号を発生する。その出力の変化す
るタイミングはタイマユニット９によりＭＰＵ１のソフ
トにより制御されて出力される。その変化させる時間に
より加速、高速一定速、低速一定速、減速等各モードの
制御が行われる。
【００２４】ＭＰＵ１はＰＷＭユニット２に一定の周波
数、例えば人間の耳の可聴領域よりも高い２０ｋＨｚ以
上の周波数で、モータ駆動のステップモータテーブルと
同様に、励磁毎にあらかじめ定められたデューディでパ
ルスの出力を行うように設定する。
数、例えば人間の耳の可聴領域よりも高い２０ｋＨｚ以
上の周波数で、モータ駆動のステップモータテーブルと
同様に、励磁毎にあらかじめ定められたデューディでパ
ルスの出力を行うように設定する。
【００２５】その出力例を図２のＥ，Ｆに示す。この出
力Ｅ，Ｆにより電流制御トランジスタ６は通電状態とな
り、電流をステッピングモータ４に供給する。また、オ
フ時にフライホイールダイオード７を通し、オン時にス
テッピングモータ４の巻き線のインダクタンス部に貯え
られた電力を放出し、これを繰り返すことによりステッ
ピングモータ４の選択されている巻き線にＰＷＭユニッ
ト２の出力パルスデューティに比例する値の電流を流す
ことが可能となる。
力Ｅ，Ｆにより電流制御トランジスタ６は通電状態とな
り、電流をステッピングモータ４に供給する。また、オ
フ時にフライホイールダイオード７を通し、オン時にス
テッピングモータ４の巻き線のインダクタンス部に貯え
られた電力を放出し、これを繰り返すことによりステッ
ピングモータ４の選択されている巻き線にＰＷＭユニッ
ト２の出力パルスデューティに比例する値の電流を流す
ことが可能となる。
【００２６】この時のステッピングモータ４のスピード
変化の一例を図３に示す。図３においてａはランプアッ
プモード、ｂは高速低速モード、ｃは高速ランプダウン
モード、ｄは微速モード、ｅは低速ランプアップモー
ド、ｆは低速定速モード、ｇは低速ランプダウンモー
ド、を示す。
変化の一例を図３に示す。図３においてａはランプアッ
プモード、ｂは高速低速モード、ｃは高速ランプダウン
モード、ｄは微速モード、ｅは低速ランプアップモー
ド、ｆは低速定速モード、ｇは低速ランプダウンモー
ド、を示す。
【００２７】ステッピングモータ４のある周波数での回
転時に必要なＰＷＭの値は、電源電圧、ステッピングモ
ータの巻き線のインダクタンス及び抵抗値に依存するの
で、上記要素のバラツキの範囲内であれば、各モードの
必要最小限な電力値をバラツキの考慮に入れた値のＰＷ
Ｍ値に設定することが可能である。上記各モードでは必
要なトルクはそれぞれ異なり、したがって各モードで必
要なトルクに応じたデューティのパルスをトランジスタ
６に入力することにより、ステッピングモータ４の運転
に必要な電力を供給できる。
転時に必要なＰＷＭの値は、電源電圧、ステッピングモ
ータの巻き線のインダクタンス及び抵抗値に依存するの
で、上記要素のバラツキの範囲内であれば、各モードの
必要最小限な電力値をバラツキの考慮に入れた値のＰＷ
Ｍ値に設定することが可能である。上記各モードでは必
要なトルクはそれぞれ異なり、したがって各モードで必
要なトルクに応じたデューティのパルスをトランジスタ
６に入力することにより、ステッピングモータ４の運転
に必要な電力を供給できる。
【００２８】ここでのＰＷＭの値は、モータの振動、騒
音を減少させるので励磁相内を複数分割にし、各分割内
で適正デューティに設定することによって、モータに流
れる電流カーブを正弦波に近似させる。その分割数は５
００ＰＰＳ未満は４０分割、５００ＰＰＳ以上は４分割
で行うという設定である。
音を減少させるので励磁相内を複数分割にし、各分割内
で適正デューティに設定することによって、モータに流
れる電流カーブを正弦波に近似させる。その分割数は５
００ＰＰＳ未満は４０分割、５００ＰＰＳ以上は４分割
で行うという設定である。
【００２９】例えば、ｄの微速モードでは、駆動周波数
５００ＰＰＳ未満の１００ＰＰＳなので、１００ＰＰＳ
すなわち相励磁の切り替え周期１０ｍｓ，１０ｍｓ÷４
０＝０．２５ｍｓが分割の周期になり、ＰＷＭデューテ
ィ及びモータ４に流れる電流カーブは図４に示す様にな
る。また、ｂの高速定速モードでは駆動周波数５００Ｐ
ＰＳ以上の１０００ＰＰＳなので、１０００ＰＰＳ、す
なわち相励磁の切り替え周期１ｍｓ，１ｍｓ÷４＝０．
２５ｍｓが、分割の周期になり、ＰＷＭデューティ及び
モータに流れる電流カーブは図５に示す様になる。
５００ＰＰＳ未満の１００ＰＰＳなので、１００ＰＰＳ
すなわち相励磁の切り替え周期１０ｍｓ，１０ｍｓ÷４
０＝０．２５ｍｓが分割の周期になり、ＰＷＭデューテ
ィ及びモータ４に流れる電流カーブは図４に示す様にな
る。また、ｂの高速定速モードでは駆動周波数５００Ｐ
ＰＳ以上の１０００ＰＰＳなので、１０００ＰＰＳ、す
なわち相励磁の切り替え周期１ｍｓ，１ｍｓ÷４＝０．
２５ｍｓが、分割の周期になり、ＰＷＭデューティ及び
モータに流れる電流カーブは図５に示す様になる。
【００３０】上記のＰＷＭ分割数は当然ａのランプアッ
プモード、ｃの高速ランプダウンモード、ｅの低速ラン
プアップモード、ｇの低速ランプダウンモード、でも変
化する。
プモード、ｃの高速ランプダウンモード、ｅの低速ラン
プアップモード、ｇの低速ランプダウンモード、でも変
化する。
【００３１】このように、ＰＷＭの分割数をモータの駆
動周波数に応じて変えることにより、どの周波数でも滑
らかな正弦波電流波形が流せるようになっている。上述
の説明では分割数の切り替えは５００ＰＰＳ未満、又は
５００ＰＰＳ以上で判断しているが、この判断を例えば
０ＰＰＳ〜３００ＰＰＳは１０分割、３０１ＰＰＳ〜６
００ＰＰＳは５分割、６０１ＰＰＳ以上は３分割等の複
数分割数で切り替える設定にしてもよい。
動周波数に応じて変えることにより、どの周波数でも滑
らかな正弦波電流波形が流せるようになっている。上述
の説明では分割数の切り替えは５００ＰＰＳ未満、又は
５００ＰＰＳ以上で判断しているが、この判断を例えば
０ＰＰＳ〜３００ＰＰＳは１０分割、３０１ＰＰＳ〜６
００ＰＰＳは５分割、６０１ＰＰＳ以上は３分割等の複
数分割数で切り替える設定にしてもよい。
【００３２】（第２の実施例）上述した第１の実施例で
はＰＷＭの分割数を５００ＰＰＳを境目に、いわばデジ
タル的に変化させているが、本実施例ではＰＷＭの切り
替え周期を例えば０．２ｍｓ固定として、切り替えを行
う。このような方式では、駆動周波数に応じて反比例で
分割数が決定される。例えば、１００ＰＰＳ、すなわち
相励磁の切り替え周期１０ｍｓ，１０ｍｓ÷０．２ｍｓ
＝５０が分割数になり、１０００ＰＰＳでは、１０００
ＰＰＳすなわち相励磁の切り替え周期１ｍｓで１ｍｓ÷
０．２＝５が分割数になる。
はＰＷＭの分割数を５００ＰＰＳを境目に、いわばデジ
タル的に変化させているが、本実施例ではＰＷＭの切り
替え周期を例えば０．２ｍｓ固定として、切り替えを行
う。このような方式では、駆動周波数に応じて反比例で
分割数が決定される。例えば、１００ＰＰＳ、すなわち
相励磁の切り替え周期１０ｍｓ，１０ｍｓ÷０．２ｍｓ
＝５０が分割数になり、１０００ＰＰＳでは、１０００
ＰＰＳすなわち相励磁の切り替え周期１ｍｓで１ｍｓ÷
０．２＝５が分割数になる。
【００３３】この方式では分割数が徐々に変化するの
で、モータの回転ムラやトルクムラが発生しにくく、ソ
フトウェア的にも単純なアルゴリズムで実行できるの
で、処理速度が向上し、メモリーの節約になる。
で、モータの回転ムラやトルクムラが発生しにくく、ソ
フトウェア的にも単純なアルゴリズムで実行できるの
で、処理速度が向上し、メモリーの節約になる。
【００３４】（第３の実施例）また、上述の第１の実施
例では分割数の切り替えを特定の駆動周波数で行ってい
たが、第１の実施例で示す各速度モード毎に分割数を決
定し、各速度モードによって切り替えてＰＷＭを分割す
る方法も有効である。
例では分割数の切り替えを特定の駆動周波数で行ってい
たが、第１の実施例で示す各速度モード毎に分割数を決
定し、各速度モードによって切り替えてＰＷＭを分割す
る方法も有効である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デューティ設定可能なパルスの発生手段と、そのパルス
のデューティで決定される電流で各相の励磁を行うステ
ッピングモータ駆動回路と、ステッピングモータ１励磁
内で複数分割してデューティを変化させるデューティ可
変手段を有するモータ制御装置において、一連の駆動動
作に応じて励磁内の分割数を変化させることにより低速
回転から高速回転までモータに入力する電流波形を滑ら
かな正弦波を入力することができ、これにより回転ムラ
や騒音の少ないモータ制御を実現できる。
デューティ設定可能なパルスの発生手段と、そのパルス
のデューティで決定される電流で各相の励磁を行うステ
ッピングモータ駆動回路と、ステッピングモータ１励磁
内で複数分割してデューティを変化させるデューティ可
変手段を有するモータ制御装置において、一連の駆動動
作に応じて励磁内の分割数を変化させることにより低速
回転から高速回転までモータに入力する電流波形を滑ら
かな正弦波を入力することができ、これにより回転ムラ
や騒音の少ないモータ制御を実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例のモータ制御装置の回路
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施例の信号のタイミングを示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
【図３】本発明の第１の実施例の走行スピードを説明す
るグラフである。
るグラフである。
【図４】本発明の第１の実施例の電流カーブとＰＷＭデ
ューティを示す特性図である。
ューティを示す特性図である。
【図５】本発明の第１の実施例の電流カーブとＰＷＭデ
ューティを示す特性図である。
ューティを示す特性図である。
【図６】従来例の走行スピードを説明するグラフであ
る。
る。
【図７】従来例の電流カーブとＰＷＭデューティを説明
する特性図である。
する特性図である。
【図８】従来例の電流カーブとＰＷＭデューティを説明
する特性図である。
する特性図である。
【符号の説明】 １ ＭＰＵ ２ ＰＷＭユニット ３ 出力ポート ４ ステッピングモータ ５ 電流制御トランジスタ ６ 電流制御トランジスタ ７ フライホイールダイオード ８ ダイオード ９ タイマーユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 仁志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 宮川 晃 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山口 秀樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 木田 朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 川上 英明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 河添 憲嗣 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 石川 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 デューティ設定可能なパルスの発生手段
と、前記パルスのデューティで決定される電流で各相の
励磁を行うステッピングモータ駆動回路と、ステッピン
グモータ１励磁内で複数分割してデューティを変化させ
るデューティ可変手段を有するモータ制御装置におい
て、 一連の駆動動作に応じて励磁内の分割数を変化させるこ
とを特徴とするモータ制御方法。 - 【請求項２】 前記分割数は励磁の切り替え時間と反比
例の関係となることを特徴とする請求項１に記載のモー
タ制御方法。 - 【請求項３】 前記のステッピングモータ１励磁内で複
数分割した時の分割周期は１ｍｓ以下であることを特徴
とする請求項１又は２に記載のモータ制御方法。 - 【請求項４】 少なくとも２つ以上の駆動パターンを有
する請求項１に記載のモータ制御方法で、各駆動パター
ンに応じて分割数を変えることを特徴とするモータ駆動
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331782A JPH07194193A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | モータ制御方法 |
| US08/363,012 US5572105A (en) | 1993-12-27 | 1994-12-23 | Stepping motor control method including varying the number of split sections in one step drive period of a stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331782A JPH07194193A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | モータ制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07194193A true JPH07194193A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18247579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5331782A Pending JPH07194193A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | モータ制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5572105A (ja) |
| JP (1) | JPH07194193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2749111A1 (fr) * | 1996-05-22 | 1997-11-28 | Alps Electric Co Ltd | Procede d'attaque d'un moteur pas a pas |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3255813B2 (ja) * | 1994-12-27 | 2002-02-12 | アルプス電気株式会社 | サーボモータの駆動制御装置 |
| US5818193A (en) * | 1995-10-17 | 1998-10-06 | Unisia Jecs Corporation | Step motor driving method and apparatus for performing PWM control to change a step drive signal on-duty ratio |
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| US6046567A (en) * | 1998-12-21 | 2000-04-04 | Datron/Transco, Inc. | Stepper motor drive system |
| US6208107B1 (en) | 1999-12-03 | 2001-03-27 | Abbott Laboratories | Use of digital current ramping to reduce audible noise in stepper motor |
| JP4261752B2 (ja) | 2000-09-07 | 2009-04-30 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
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| AU2012299169B2 (en) | 2011-08-19 | 2017-08-24 | Icu Medical, Inc. | Systems and methods for a graphical interface including a graphical representation of medical data |
| JP2013116023A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 駆動伝達系、後処理装置および画像形成装置 |
| WO2013090709A1 (en) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Hospira, Inc. | System for monitoring and delivering medication to a patient and method of using the same to minimize the risks associated with automated therapy |
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| CA3089257C (en) | 2012-07-31 | 2023-07-25 | Icu Medical, Inc. | Patient care system for critical medications |
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| AU2014268355B2 (en) | 2013-05-24 | 2018-06-14 | Icu Medical, Inc. | Multi-sensor infusion system for detecting air or an occlusion in the infusion system |
| ES2838450T3 (es) | 2013-05-29 | 2021-07-02 | Icu Medical Inc | Sistema de infusión que utiliza uno o más sensores e información adicional para hacer una determinación de aire en relación con el sistema de infusión |
| AU2014274122A1 (en) | 2013-05-29 | 2016-01-21 | Icu Medical, Inc. | Infusion system and method of use which prevents over-saturation of an analog-to-digital converter |
| US10342917B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-07-09 | Icu Medical, Inc. | Infusion system and method which utilizes dual wavelength optical air-in-line detection |
| JP2017517302A (ja) | 2014-05-29 | 2017-06-29 | ホスピーラ インコーポレイテッド | 構成可能閉ループ送達速度キャッチアップを有する注入システムおよびポンプ |
| US11344668B2 (en) | 2014-12-19 | 2022-05-31 | Icu Medical, Inc. | Infusion system with concurrent TPN/insulin infusion |
| US10850024B2 (en) | 2015-03-02 | 2020-12-01 | Icu Medical, Inc. | Infusion system, device, and method having advanced infusion features |
| CA3023658C (en) | 2016-05-13 | 2023-03-07 | Icu Medical, Inc. | Infusion pump system and method with common line auto flush |
| AU2017277804B2 (en) | 2016-06-10 | 2022-05-26 | Icu Medical, Inc. | Acoustic flow sensor for continuous medication flow measurements and feedback control of infusion |
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| US10089055B1 (en) | 2017-12-27 | 2018-10-02 | Icu Medical, Inc. | Synchronized display of screen content on networked devices |
| US11278671B2 (en) | 2019-12-04 | 2022-03-22 | Icu Medical, Inc. | Infusion pump with safety sequence keypad |
| WO2022020184A1 (en) | 2020-07-21 | 2022-01-27 | Icu Medical, Inc. | Fluid transfer devices and methods of use |
| US11135360B1 (en) | 2020-12-07 | 2021-10-05 | Icu Medical, Inc. | Concurrent infusion with common line auto flush |
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| JPS543205B2 (ja) * | 1973-12-28 | 1979-02-20 | ||
| JPS5477169A (en) * | 1977-12-02 | 1979-06-20 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic watch |
| DE3321215C2 (de) * | 1983-06-11 | 1985-04-04 | Pfaff Haushaltmaschinen Gmbh, 7500 Karlsruhe | Nähmaschine mit einem Schrittmotor zur Vorschubsteuerung |
| US5111349A (en) * | 1989-02-07 | 1992-05-05 | Alps Electric (Usa), Inc. | Digital servo system for moving body by a distance equal to an integral multiple of a predetermined pitch |
| JPH03183392A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-09 | Canon Inc | ブラシレスモータの駆動装置 |
| JP2996545B2 (ja) * | 1991-08-30 | 2000-01-11 | キヤノン株式会社 | モータ制御方法及び装置 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331782A patent/JPH07194193A/ja active Pending
-
1994
- 1994-12-23 US US08/363,012 patent/US5572105A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2749111A1 (fr) * | 1996-05-22 | 1997-11-28 | Alps Electric Co Ltd | Procede d'attaque d'un moteur pas a pas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5572105A (en) | 1996-11-05 |
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