JPH08130897A - N相ステッピングモータの駆動装置 - Google Patents

N相ステッピングモータの駆動装置

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JPH08130897A
JPH08130897A JP26708794A JP26708794A JPH08130897A JP H08130897 A JPH08130897 A JP H08130897A JP 26708794 A JP26708794 A JP 26708794A JP 26708794 A JP26708794 A JP 26708794A JP H08130897 A JPH08130897 A JP H08130897A
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Yoshitaka Fukui
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ステッピングモータに適用されていた回路構成
をそのまま使用し、しかもトルク変動が小さく、そらに
ダンピングの発生も小さく、極めて円滑なる回転特性を
もつたN相ステッピングモ−タのハーフステップ駆動装
置を提供する。 【構成】 奇数相数からなるN相ステッピングモータの
各相巻線を、その始端及び終端を順次に接続して環状に
結線し、これらの相の接続点に各別にスイッチング手段
を接続し、前記スイッチング手段により、環状結線を構
成する勵磁相の接続点を駆動電源に接続して (N−
1)−N 相勵磁を行うN相ステッピングモタモータの
駆動装置において、駆動時に前記駆動電源に接続される
接続点の合計数が入力パルスを受ける毎に3または4を
交互に繰り返すように制御するN相ステッピングモータ
の駆動装置の構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、N相ステッピングモー
タに関するもので、特に、ハーフステップ駆動が可能な
N相ステッピングモータの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の多相ステッピングモータの駆動
手段としては、従来種2の方式が提案されており、例え
ば、特開昭61−150655号公報等における5相ス
テッピングモータの4−5相駆動によるハ−フステップ
駆動回路が知られている。
【0003】即ち、この従来例によれば、2個1組の出
力段トランジスタ(T1)(T2)・・・・・・(T
9)(T10)を直列接続した3組の出力段トランジス
タを並列接続して駆動回路を形成し、ペンタゴン結線せ
る5相ステッピングモータの巻線(φ1)より(φ5)
の接続点と各組の出力段トランジスタ(T1)(T2)
・・・・・・(T9)(T10)の接続部とを接続し、
接続点の2または3個を正または負極に接続することに
より、4相勵磁と5相勵磁とを交互に繰り返す駆動回路
で、是によれば、ペンタゴン結線のステッピングモータ
を4−5相勵磁駆動によりハ−フステップ駆動を行う事
ができて、ステッピングモータのロ−タの回転をより滑
らかにすることができたが、この駆動回路では、4相勵
磁と5勵磁との勵磁パターン切換時に大きな振動が発生
すると共に、4相勵磁時と5相勵磁時のトルク変動が発
生する欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の欠点に鑑みてなされたもので、従来、ステッピングモ
ータに適用されていた回路構成をそのまま使用し、しか
も、トルク変動が小さく、さらに振動の発生も小さく極
めて円滑な回転特性を有るN相ステッピングモータのハ
ーフステップ駆動装置を提供する事をその解決課題とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に示す本発明駆
動装置は、奇数相数からなるN相ステッピングモータの
各相巻線を、その始端及び終端を順次に接続して環状に
結線し、これらの相の接続点に各別にスイッチング手段
を接続し、前記スイッチング手段により、環状結線を構
成する各相巻線の接続点を駆動電源に接続して (N−
1)−N 相勵磁を行うN相ステッピングモ−タの駆動
装置において、駆動時に前記駆動電源に接続される接続
点の合計数が入力パルスを受ける毎に3または4を交互
に繰り返すように制御することを特徴とするN相ステッ
ピングモータの駆動装置である。
【0006】これによりハーフステッブ駆動において、
トルク変動も小さく、また、振動の発生も小さく、極め
て円滑なロータの回転特性が得られる。
【0007】以下、本発明駆動装置を回路構成を簡単に
説明した後、本発明に係る多相ステッピングモータのハ
ーフステップ駆動について説明する。実施例では5相ス
テッピングモータについて代表例とし説明する。
【実施例】図1はステッピングモータの巻線(A)より
(E)をペンタゴン接続した例である。出力段トランジ
スタ(T1)よりT10)は、(T1)(T6)、(T
2)(T7)、(T3)(T8)、(T4)(T9)、
(T5)(T10)の5組に分けられ、2個1組にて直
列接続されて駆動回路を構成している。巻線(A)より
(E)の接続部はこの直列接続された1組の出力段トラ
ンジスタ(T1)(T6)、(T2)(T7)、(T
3)(T8)、(T4)(T9)、(T5)(T10)
の接続部に接続されている。
【0008】次に、本発明の1態様である5ステッピン
グモータのペンタゴン結線によるハーフステップ駆動に
ついて説明する。
【0009】本発明の骨子は、従来例のような4−5相
勵磁における5相勵磁時に、電源に接続する接続点の数
を4として、その接続点の内2つを電源に接続し、他の
接続点の内一方の接続点を電源電圧の3/4の電位に、
他方の接続点を電源電圧の1/4の電位に接続すること
により行われる。
【0010】図2は、本発明の駆動回路の動作を示すシ
ーケンスチャートである。同図に於いて、先ずシーケン
ス0の場合には、スイッチング素子T1、T8及びT9
が導通して巻線A及び巻線Dの接続点1が駆動電源の正
極側に接続されると共に、巻線Eと巻線Cの接続点3並
びに巻線Eと巻線Bの接続点4は電源の負極側に各々接
続される結果、いわゆる4相勵磁状態を構成する。この
時に各相に流れる電流はA:B:C:D:E=1:1:
1:1:0となる。次にシーケンス1に移行すると、ト
ランジスタ(T2T7)(T3T8)のデューティを制
御して接続点2の電位を電源の正極側と負極側の電位差
の3/4の電位とし、接続点3の電位を1/4の電位と
する。ここではいわゆる5相勵磁の状態を構成すること
になる。このときに各相に流れる電流は、 A:B:C:D:E=0.5:1:1:1:0.5 となる。更に、シーケンス2の場合には、トランジスタ
がT1、T2及びT9が導通するので、接続点1及び2
が電源の正極側に、そして接続点4は負極側に各々接続
され、再度4勵磁状態に戻る。以下、同様にシーケンス
3より19においても、順次4−5相勵磁状態を繰り返
すことになる。駆動電源に接続される接続点の合計数は
3から4へ、4から3へ、のように交互に繰り返す。
【0011】ここでシーケンス0からシーケンス1へ変
化する場合駆動電流の変化は、接続点の合計数の変化
と、接続点の電位変位によつて行なわれるものである。
即ち、図3に示されるように、シーケンス0からシーケ
ンス1へ変化した場合(A:B:C:D:E)=(1:
1:1:1:0)から、(A:B:C:D:E)=
(0.5:1:1:1:0.5)へ変化する。このとき
に電流が変化する相はA相とE相であり、A相が1から
0.5に、E相が0から0.5に変化するのである。こ
のように本願の電流の変化はすべて0.5である。ここ
で従来例はどのように変化するかというと、ステップ1
からステップ2へ変化した場合(φ1、φ2,φ3、φ
4、φ5)=(1:1:1:1:0)から、(φ1、φ
2、φ3、φ4、φ5)=(2/3:1:2/3:1:
2)へ変化し、φ1、φ3相が1から2/3に、φ5が
0から2/3変化し、最大の変化は0と2/3の間でお
こなう。このように本願発明のものは従来例のものと比
較して電流の変化の割合が小さくなり、それだけ振動も
小さくなる。
【0012】かかる構成の駆動回路による発生ベクトル
図は図4の如くである。同図から分かるように各シーケ
ンス毎に合成トルクのベクトルは電気角で18度ずつ回
転していわゆるハーフステップ駆動が達成される。とと
もに、
【0013】本発明による前者の現象はシーケンスの切
替える場合に当然発生し、順次、勵磁相が切り替つて行
き、振動の非常に小さいハーフステップ駆動が実行され
て行く。4相勵磁状態と5相勵磁状態でのトルク変動が
従来例(点線で示す。)に比較して小さくなることがわ
かる。
【0014】即ち、本発明による勵磁パターン変化は、
勵磁パターン変化の前後での電流量の平均化するように
行なわせるため、従来例のような大きな振動が発生せ
ず、振動が発生したとしても極めて小さく、円滑な回転
特性が得られる。また、4相勵磁状態と5相勵磁状態で
の発生トルクの変動を小さくすることができる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、4−5相勵磁方式によ
るハーフステップ駆動を行う場合に、接続点の合計数の
変化と、接続点の電位変化によつて行うことにより、勵
磁パタン切替時の振動を極めて小さく押さえ事が出来る
と共に、4相勵磁状態と5相勵磁状態のトルク変動を小
さくすることが出来るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるステッピングモータの巻線Aよ
りEをペンタゴン結線した図面である。
【図2】本発明の駆動回路の動作を示すシーケンスチャ
ートである。
【図3】本発明でシーケンス0から4まで変化したとき
の巻線AよりEの電圧変化を示す図面である。
【図4】本発明の駆動回路と従来装置よる発生ベクトル
図である。
【図5】従来装置でステップ1から5まで変化したとき
の巻線φ1よりφ5の電圧変化を示す図である。
【符号の説明】
AないしE、φ1ないしφ5・・・・・巻線 T1ないしT10・・・・・出力段トランジスタ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 奇数相数からなるN相ステッピングモー
    タの各相巻線を、その始端及び終端を順次に接続して環
    状に結線し、これらの相の接続点に各別にスイッチング
    手段を接続し、前記スイッチング手段により、環状結線
    を構成する勵磁相の接続点を駆動電源に接続して (N
    −1)−N 相勵磁を行うN相ステッピングモータの駆
    動装置において、駆動時に前記駆動電源に接続される接
    続点の合計数が入力パルスを受ける毎に3または4を交
    互に繰り返すように制御することを特徴とするN相ステ
    ッピングモ−タの駆動装置。
  2. 【請求項2】(N−1)相勵磁時には、1つの勵磁相の
    両端の接続点を電源の一方の極に接続しかつそれに対向
    する1つの接続点を電源の他方の極に接続し、N相勵磁
    時には、1つの接続点を電源の一方のに、他の1つの接
    続点を電源の他方の極に、残る接続点の内2ケを上記電
    源の電行範囲内の他の電源に接続したことを特徴とする
    請求項1記載の N相ステッピングモータの駆動装置。
  3. 【請求項3】 N相ステッピングモータが5相ステッピ
    ングモータである請求項1、2記載のステッピングモー
    タの駆動装置。
  4. 【請求項4】 5相ステッピングモータの各相巻線を、
    その始端及び終端を順次に接続して環状に結線し、これ
    らの相の接続点に各別にスイツチング手段を接続し、前
    記スイッチング手段により、環状結線を構成する各相巻
    線の接続点を駆動電源に接続して4−5相勵磁を行う5
    相ステッピングモータの駆動装置において、駆動時に前
    記駆動電源に接続される接続点の合計数が入パルスを受
    ける毎に3又は4を交互に繰り返すように制御し、4勵
    磁時には、1つの勵磁相の両端の接続点を同極に接続し
    かつ1つの接続点を異極に接続し、5相勵磁時には、1
    つの接続点を正極に、他の1つの接続点を負極に、残る
    接続点の内2個の接続点を電源電圧の電位差の1/4、
    3/4の電位をもつ電源に、接続したことを特徴とする
    5相ステッピングモータの駆動装置。
  5. 【請求項5】 電源電圧の電位差の1/4、3/4の電
    源をスイッチング手段のデューティ制御により構成した
    ことを特徴とする請求項4記載のステッピングモータの
    駆動装置。
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