JPH08140398A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JPH08140398A JPH08140398A JP6301360A JP30136094A JPH08140398A JP H08140398 A JPH08140398 A JP H08140398A JP 6301360 A JP6301360 A JP 6301360A JP 30136094 A JP30136094 A JP 30136094A JP H08140398 A JPH08140398 A JP H08140398A
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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
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
- H02P8/18—Shaping of pulses, e.g. to reduce torque ripple
-
- 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
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
-
- 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
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
- H02P8/16—Reducing energy dissipated or supplied
- H02P8/165—Reducing energy dissipated or supplied using two level supply voltage
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステッピングモータの定電流駆動方式におい
て、モータの騒音、振動を改善する。 【構成】 モータ制御装置の構成として、ステッピング
モータの各相を定電流駆動するために前記ステッピング
モータの各巻線に定電流を与える定電流ショッピング手
段と、該定電流ショッピング手段の電流値を設定するた
めの相数に応じた複数の電流値設定手段と、該電流値設
定手段で設定する電流値をモータの１励磁時間内で分割
する分割手段と、前記電流設定手段で設定する電流値を
前記分割手段による分割に応じて切り換える切り換え手
段を設ける。
て、モータの騒音、振動を改善する。 【構成】 モータ制御装置の構成として、ステッピング
モータの各相を定電流駆動するために前記ステッピング
モータの各巻線に定電流を与える定電流ショッピング手
段と、該定電流ショッピング手段の電流値を設定するた
めの相数に応じた複数の電流値設定手段と、該電流値設
定手段で設定する電流値をモータの１励磁時間内で分割
する分割手段と、前記電流設定手段で設定する電流値を
前記分割手段による分割に応じて切り換える切り換え手
段を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用機器の駆動源と
して用いられるステッピングモータの制御装置に関し、
特に、ステッピングモータが数種類の運転モードを持つ
場合に、負荷トルクに応じた出力を発生しかつ励磁の切
り替えをデジタル的に行うことによってモータ巻線に印
加する電流波形が矩形に近くなる結果振動や騒音が発生
し易くなる現象を緩和して低騒音で安定した駆動を行う
モータ制御装置に関する。
して用いられるステッピングモータの制御装置に関し、
特に、ステッピングモータが数種類の運転モードを持つ
場合に、負荷トルクに応じた出力を発生しかつ励磁の切
り替えをデジタル的に行うことによってモータ巻線に印
加する電流波形が矩形に近くなる結果振動や騒音が発生
し易くなる現象を緩和して低騒音で安定した駆動を行う
モータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータは回転位置決め精度
が優れているため、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機器の駆動用モータとして数多く用いられて
いる。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、コスト的にも最も安価であること
から広く使用されてきた。しかし、駆動周波数が高くな
ると、モータ巻線のインダクタンスの影響によりモータ
巻線の電流立上がりが遅くなり、高回転でのトルク減少
を招き、高速回転ができないという問題がある。
が優れているため、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機器の駆動用モータとして数多く用いられて
いる。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、コスト的にも最も安価であること
から広く使用されてきた。しかし、駆動周波数が高くな
ると、モータ巻線のインダクタンスの影響によりモータ
巻線の電流立上がりが遅くなり、高回転でのトルク減少
を招き、高速回転ができないという問題がある。
【０００３】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。この方式はモータ
巻線の時定数を小さくした電圧、巻線インダクタンスの
構成として、モータ巻線に直列に設けられた微小抵抗素
子から検出される電圧信号を所定の基準電圧と比較し電
流に比例した電圧信号がその設定値を越えるとスイッチ
をオフ（ＯＦＦ）し、電流が設定値より低下するとスイ
ッチをオン（ＯＮ）する動作を駆動パルス印加中続け、
電流を一定レベルに抑える駆動方法である。定電流方式
は広く普及しており、専用のＩＣである定電流チップが
用意されている。
式として定電流駆動が知られている。この方式はモータ
巻線の時定数を小さくした電圧、巻線インダクタンスの
構成として、モータ巻線に直列に設けられた微小抵抗素
子から検出される電圧信号を所定の基準電圧と比較し電
流に比例した電圧信号がその設定値を越えるとスイッチ
をオフ（ＯＦＦ）し、電流が設定値より低下するとスイ
ッチをオン（ＯＮ）する動作を駆動パルス印加中続け、
電流を一定レベルに抑える駆動方法である。定電流方式
は広く普及しており、専用のＩＣである定電流チップが
用意されている。
【０００４】図９は、従来例の定電流モータチョッピン
グ駆動回路を示す図である。図９において、１０１１は
定電流ドライバであり、入力側にはＡ相用レベル入力端
子１０１２とＢ相用レベル入力端子１０１３がある。出
力側にはステッピングモータのＡ相１０１６、Ｂ相１０
１７が接続されている。定電流ドライバ１０１１では、
定電流ドライバ１０１１の各レベル入力端子に印加した
電圧がモータの各相に対してその電圧に比例した電流値
になるようにチョッピングされ、それによってモータの
巻線に一定の電流が流れるように制御される。
グ駆動回路を示す図である。図９において、１０１１は
定電流ドライバであり、入力側にはＡ相用レベル入力端
子１０１２とＢ相用レベル入力端子１０１３がある。出
力側にはステッピングモータのＡ相１０１６、Ｂ相１０
１７が接続されている。定電流ドライバ１０１１では、
定電流ドライバ１０１１の各レベル入力端子に印加した
電圧がモータの各相に対してその電圧に比例した電流値
になるようにチョッピングされ、それによってモータの
巻線に一定の電流が流れるように制御される。
【０００５】Ａ相のレベル設定は、Ａ相レベル入力１０
１２に対して行われる。Ａ相レベルの設定のために、Ａ
相レベル入力におけるレベル電圧を変化させる回路（電
圧レベル設定回路）は、電源電圧を分圧する分圧用の４
個の抵抗１０２１、１０２１’、１０２２、１０２３と
オン／オフスイッチとして作用する２個のトランジスタ
１０２４、１０２５で構成されており、この回路に入力
される一定の電源電圧が２つのトランジスタのオン・オ
フ状態に応じたレベル出力電圧（Ａ相レベル入力１０１
２上に表れる）に変換される。さらに詳細にいうと、ト
ランジスタ１０２４のコレクタに接続された抵抗１０２
２および（または）トランジスタ１０２５のコレクタに
接続された抵抗１０２３は、それぞれ、各トランジスタ
のオン、オフ状態に応じて、分圧抵抗として作用したり
（トランジスタがオンのとき）または分圧抵抗として作
用しなかったりして（トランジスタがオフのとき）、レ
ベル出力電圧を決定する。ＭＰＵ１０５０に接続された
Ｉ／Ｏ（入出力インターフェース）１０５１に対して２
本の出力ポート（Ｓ１、Ｓ２）が割当られており、出力
ポートＳ１、Ｓ２は、それぞれ、トランジスタ１０２
４、１０２５に接続されている。出力ポートＳ１、Ｓ２
のオン（Ｈｉｇｈ）、オフ（Ｌｏｗ）の組み合わせで、
トランジスタ１０２４、１０２５をスイッチングするこ
とによってレベル出力電圧が切り換えられ、それによっ
て、定電流ドライバ１０１１からレベル出力電圧に比例
するように電流が設定され、この設定された電流がモー
タのＡ相に与えられる。
１２に対して行われる。Ａ相レベルの設定のために、Ａ
相レベル入力におけるレベル電圧を変化させる回路（電
圧レベル設定回路）は、電源電圧を分圧する分圧用の４
個の抵抗１０２１、１０２１’、１０２２、１０２３と
オン／オフスイッチとして作用する２個のトランジスタ
１０２４、１０２５で構成されており、この回路に入力
される一定の電源電圧が２つのトランジスタのオン・オ
フ状態に応じたレベル出力電圧（Ａ相レベル入力１０１
２上に表れる）に変換される。さらに詳細にいうと、ト
ランジスタ１０２４のコレクタに接続された抵抗１０２
２および（または）トランジスタ１０２５のコレクタに
接続された抵抗１０２３は、それぞれ、各トランジスタ
のオン、オフ状態に応じて、分圧抵抗として作用したり
（トランジスタがオンのとき）または分圧抵抗として作
用しなかったりして（トランジスタがオフのとき）、レ
ベル出力電圧を決定する。ＭＰＵ１０５０に接続された
Ｉ／Ｏ（入出力インターフェース）１０５１に対して２
本の出力ポート（Ｓ１、Ｓ２）が割当られており、出力
ポートＳ１、Ｓ２は、それぞれ、トランジスタ１０２
４、１０２５に接続されている。出力ポートＳ１、Ｓ２
のオン（Ｈｉｇｈ）、オフ（Ｌｏｗ）の組み合わせで、
トランジスタ１０２４、１０２５をスイッチングするこ
とによってレベル出力電圧が切り換えられ、それによっ
て、定電流ドライバ１０１１からレベル出力電圧に比例
するように電流が設定され、この設定された電流がモー
タのＡ相に与えられる。
【０００６】Ｂ相のレベル設定に対してもＡ相と同一の
電圧レベル設定回路が設けられている。この電圧レベル
設定回路は、Ａ相の電圧レベル設定回路と同様に、４つ
の抵抗１０２６、１０２６’、１０２７、１０２８と２
つのトランジスタ１０２９、１０３０から構成されてい
る。その回路によって、同様に、定電流ドライバ１０１
１のＢ相レベル入力１０１３に対するレベル電圧を変化
させ、定電流ドライバ１０１１がレベル電圧に比例する
電流を設定してモータのＢ相に与える。
電圧レベル設定回路が設けられている。この電圧レベル
設定回路は、Ａ相の電圧レベル設定回路と同様に、４つ
の抵抗１０２６、１０２６’、１０２７、１０２８と２
つのトランジスタ１０２９、１０３０から構成されてい
る。その回路によって、同様に、定電流ドライバ１０１
１のＢ相レベル入力１０１３に対するレベル電圧を変化
させ、定電流ドライバ１０１１がレベル電圧に比例する
電流を設定してモータのＢ相に与える。
【０００７】抵抗１０２２は、抵抗１０２３より抵抗値
が大きく設定されており、抵抗１０２２と１０２７は同
一抵抗値に設定されており、また抵抗１０２３と１０３
０は同一抵抗値に設定されている。
が大きく設定されており、抵抗１０２２と１０２７は同
一抵抗値に設定されており、また抵抗１０２３と１０３
０は同一抵抗値に設定されている。
【０００８】前述のような回路構成において、Ａ相およ
びＢ相に対する第１の電流値の設定は、出力ポートＳ１
をオンとし、出力ポートＳ２をオフとすることによって
得られる。この場合、トランジスタ１０２４と１０２９
がオンし、トランジスタ１０２５と１０３０がオフす
る。なお、Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定される。
びＢ相に対する第１の電流値の設定は、出力ポートＳ１
をオンとし、出力ポートＳ２をオフとすることによって
得られる。この場合、トランジスタ１０２４と１０２９
がオンし、トランジスタ１０２５と１０３０がオフす
る。なお、Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定される。
【０００９】また、第２の電流値の設定は、出力ポート
Ｓ１をオフとし、出力ポートＳ２をオンとすることによ
って得られる。この場合、トランジスタ１０２４と１０
２９がオフし、トランジスタ１０２５と１０３０がオン
する。なお、Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定され
る。
Ｓ１をオフとし、出力ポートＳ２をオンとすることによ
って得られる。この場合、トランジスタ１０２４と１０
２９がオフし、トランジスタ１０２５と１０３０がオン
する。なお、Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定され
る。
【００１０】また、第３の電流値の設定は、出力ポート
Ｓ１をオンとし、出力ポートＳ２をオンとすることによ
って得られる。この場合、すべてのトランジスタ１０２
４、１０２９、１０２５、１０３０がオンする。なお、
Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定される。
Ｓ１をオンとし、出力ポートＳ２をオンとすることによ
って得られる。この場合、すべてのトランジスタ１０２
４、１０２９、１０２５、１０３０がオンする。なお、
Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定される。
【００１１】また、第４の電流値の設定は、出力ポート
Ｓ１をオフとし、出力ポートＳ２をオフとすることによ
って得られる。この場合、すべてのトランジスタ１０２
４、１０２９、１０２５、１０３０がオフする。なお、
Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定される。
Ｓ１をオフとし、出力ポートＳ２をオフとすることによ
って得られる。この場合、すべてのトランジスタ１０２
４、１０２９、１０２５、１０３０がオフする。なお、
Ａ相とＢ相には同一の電流値が設定される。
【００１２】前記のように設定される電流値の高い順に
並べると、第４の設定、第１の設定、第２の設定、第３
の設定となる。このようにして設定される電流をモータ
の駆動モードに応じて切り換えることによってモータを
駆動する。
並べると、第４の設定、第１の設定、第２の設定、第３
の設定となる。このようにして設定される電流をモータ
の駆動モードに応じて切り換えることによってモータを
駆動する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、電圧レ
ベル設定回路で用いる電圧レベル設定用の抵抗を並列に
付加していけば、レベル設定可能な電圧のレベルの種類
も増やすことができ、細かい制御が可能となるが、電圧
レベル設定回路が複雑になり、またＭＰＵの入出力イン
ターフェースの出力ポートの数も増し、コストアップと
なる。
ベル設定回路で用いる電圧レベル設定用の抵抗を並列に
付加していけば、レベル設定可能な電圧のレベルの種類
も増やすことができ、細かい制御が可能となるが、電圧
レベル設定回路が複雑になり、またＭＰＵの入出力イン
ターフェースの出力ポートの数も増し、コストアップと
なる。
【００１４】さらに、モータの巻線に一定の電圧を印加
する定電圧制御、前述したような巻線に設定した電流を
流す定電流制御、または閉ループ制御においては、励磁
の切り換えがデジタル的に行われるために、モータの巻
線に印加する電流波形は矩形に近くなり、振動や騒音が
発生し易い欠点がある。
する定電圧制御、前述したような巻線に設定した電流を
流す定電流制御、または閉ループ制御においては、励磁
の切り換えがデジタル的に行われるために、モータの巻
線に印加する電流波形は矩形に近くなり、振動や騒音が
発生し易い欠点がある。
【００１５】このため、モータの巻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
ば正弦波形状の電流を印加する方法が試みられている。
具体的には、モータの巻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を設定可能なパル
ス発生手段によって、モータの１励磁内を予め設定した
分割数で複数に分割してモータの巻線への電力の供給
量、即ちパルスデューティを予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
ータ制御を行い、モータの運転に必要なだけの電力を供
給し、効率的に駆動を行うステッピングモータの駆動方
法が提案されている。さらに、この方法により、１励磁
内を予め設定した分割数で複数分割し、さらに、巻線へ
の電力供給量、即ちパルスデューティを正弦波状に近く
設定して、停止、保持、ランプアップダウン、定速駆動
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
グモータ駆動方式も提案されている。
矩形にならないように相電流の大きさを変化させ、例え
ば正弦波形状の電流を印加する方法が試みられている。
具体的には、モータの巻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を設定可能なパル
ス発生手段によって、モータの１励磁内を予め設定した
分割数で複数に分割してモータの巻線への電力の供給
量、即ちパルスデューティを予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
ータ制御を行い、モータの運転に必要なだけの電力を供
給し、効率的に駆動を行うステッピングモータの駆動方
法が提案されている。さらに、この方法により、１励磁
内を予め設定した分割数で複数分割し、さらに、巻線へ
の電力供給量、即ちパルスデューティを正弦波状に近く
設定して、停止、保持、ランプアップダウン、定速駆動
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
グモータ駆動方式も提案されている。
【００１６】この方式では、パルス発生手段が必要なこ
とやファームウエアの負荷が大きく、例えばＯＡ機器の
プリンタに用いた場合等では、記録スピードの低下やフ
ァームを収納するＲＯＭ領域が大きくなり、性能、コス
トの面で難がある。
とやファームウエアの負荷が大きく、例えばＯＡ機器の
プリンタに用いた場合等では、記録スピードの低下やフ
ァームを収納するＲＯＭ領域が大きくなり、性能、コス
トの面で難がある。
【００１７】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、エンコーダからの情報により、モータの動きに同期
して相切り換えを行い、電圧または電流をチョッピング
してそのデューティにより回転速度を変化させる制御方
式も知られている。この方式によると、モータの回転数
が変化した場合でも、適正な相切り換えが行われ、いわ
ゆる脱調状態とならず、さらに巻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抑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
最大となり、コストの高い構成となってしまうという欠
点がある。
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、エンコーダからの情報により、モータの動きに同期
して相切り換えを行い、電圧または電流をチョッピング
してそのデューティにより回転速度を変化させる制御方
式も知られている。この方式によると、モータの回転数
が変化した場合でも、適正な相切り換えが行われ、いわ
ゆる脱調状態とならず、さらに巻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抑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
最大となり、コストの高い構成となってしまうという欠
点がある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、１励磁
相の相内を複数分割して定電圧回路の比較抵抗を切り換
えることにより、安価な回路構成となり、またファーム
ウエアの負荷を大幅に増加させることなしに低速領域か
ら高速領域まで滑らかな電流波形となり、それによっ
て、モータの振動、騒音が改善されるものである。
相の相内を複数分割して定電圧回路の比較抵抗を切り換
えることにより、安価な回路構成となり、またファーム
ウエアの負荷を大幅に増加させることなしに低速領域か
ら高速領域まで滑らかな電流波形となり、それによっ
て、モータの振動、騒音が改善されるものである。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。
【００２０】（実施例１）図１は、本発明の実施例１の
モータ制御装置の回路ブロック図である。図１におい
て、１はモータ駆動制御を行うＭＰＵであり、３はＭＰ
Ｕ１のＭＰＵバスに接続されたＩ／Ｏポートであり、こ
のＩ／Ｏポート３は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ＭＰＵ１のＭＰＵバス
に接続されたプログラム可能なタイマユニットである。
Ｉ／Ｏポートには電圧レベル設定用の出力ポートＳ１、
Ｓ２が設けられており、出力ポートＳ１はトランジスタ
６、７に接続されており、出力ポートＳ２はトランジス
タ５、８に接続されている。
モータ制御装置の回路ブロック図である。図１におい
て、１はモータ駆動制御を行うＭＰＵであり、３はＭＰ
Ｕ１のＭＰＵバスに接続されたＩ／Ｏポートであり、こ
のＩ／Ｏポート３は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ＭＰＵ１のＭＰＵバス
に接続されたプログラム可能なタイマユニットである。
Ｉ／Ｏポートには電圧レベル設定用の出力ポートＳ１、
Ｓ２が設けられており、出力ポートＳ１はトランジスタ
６、７に接続されており、出力ポートＳ２はトランジス
タ５、８に接続されている。
【００２１】電圧レベル設定回路は、Ａ相用、Ｂ相用の
２組が用意されており、電圧レベルの設定は、オン／オ
フスイッチとして作用する前記トランジスタ５、６、
７、８よる切り換えが行われる。電圧レベル設定回路の
抵抗としては、Ａ相に対しては、抵抗９、９’、１０、
１１が設けられており、Ｂ相に対しては１２、１２’、
１３、１４が設けられている。電圧レベル設定回路にお
ける抵抗値は、抵抗９＝抵抗１２、抵抗９’＝抵抗１
２’、抵抗１０＝抵抗１４、抵抗１１＝抵抗１３となっ
ている。ただし、ここでトランジスタのサチュレーショ
ンはすべて同等であるとする。
２組が用意されており、電圧レベルの設定は、オン／オ
フスイッチとして作用する前記トランジスタ５、６、
７、８よる切り換えが行われる。電圧レベル設定回路の
抵抗としては、Ａ相に対しては、抵抗９、９’、１０、
１１が設けられており、Ｂ相に対しては１２、１２’、
１３、１４が設けられている。電圧レベル設定回路にお
ける抵抗値は、抵抗９＝抵抗１２、抵抗９’＝抵抗１
２’、抵抗１０＝抵抗１４、抵抗１１＝抵抗１３となっ
ている。ただし、ここでトランジスタのサチュレーショ
ンはすべて同等であるとする。
【００２２】ここで、説明の便宜上、図２の表に示すよ
うに、Ａ相用の電圧レベル設定回路において、トランジ
スタ５、６のオン、オフ状態の組み合わせにより、出力
電圧比率が１対２対３対４対になるように抵抗９、
９’、１０、１１の抵抗値を決定したと仮定する。な
お、図示しないが、Ｂ相用の電圧レベル設定回路におい
ても、Ａ相と同様に、トランジスタ７、８のオン、オフ
状態の組み合わせにより、出力電圧比率が１対２対３対
４対になるように抵抗１２、１２’、１３、１４の抵抗
値を決定したと仮定する。
うに、Ａ相用の電圧レベル設定回路において、トランジ
スタ５、６のオン、オフ状態の組み合わせにより、出力
電圧比率が１対２対３対４対になるように抵抗９、
９’、１０、１１の抵抗値を決定したと仮定する。な
お、図示しないが、Ｂ相用の電圧レベル設定回路におい
ても、Ａ相と同様に、トランジスタ７、８のオン、オフ
状態の組み合わせにより、出力電圧比率が１対２対３対
４対になるように抵抗１２、１２’、１３、１４の抵抗
値を決定したと仮定する。
【００２３】図１の回路において、出力ポートＳ１、Ｓ
２のオン、オフによるトランジスタ５、６、７、８のオ
ン、オフの関係とＡ相レベル、Ｂ相レベルの設定電圧レ
ベルを図３の表に示す。
２のオン、オフによるトランジスタ５、６、７、８のオ
ン、オフの関係とＡ相レベル、Ｂ相レベルの設定電圧レ
ベルを図３の表に示す。
【００２４】出力ポートＳ１、Ｓ２は１パルス時間内で
４回切り換える。その様子を図４に示す。最初の１／４
パルスでは、Ｓ１はオフであり、Ｓ２はオフであるよう
にする。このとき、図３の表から明らかなように、Ａ相
のレベル出力（設定電圧レベル）は１となり、Ｂ相のレ
ベル出力は４となる。次の１／４パルスでは、Ｓ１をオ
ン、Ｓ２をオフとし、その結果、Ａ相のレベル出力は２
となり、Ｂ相のレベル出力も２となる。次の１／４パル
スでは、Ｓ１、Ｓ２を前の状態と同様に保つ。したがっ
て、レベル出力も同一になる。最後の１／４パルスで
は、Ｓ１をオン、Ｓ２をオンとし、その結果、Ａ相のレ
ベル出力は４となり、Ｂ相のレベル出力は１となる。
４回切り換える。その様子を図４に示す。最初の１／４
パルスでは、Ｓ１はオフであり、Ｓ２はオフであるよう
にする。このとき、図３の表から明らかなように、Ａ相
のレベル出力（設定電圧レベル）は１となり、Ｂ相のレ
ベル出力は４となる。次の１／４パルスでは、Ｓ１をオ
ン、Ｓ２をオフとし、その結果、Ａ相のレベル出力は２
となり、Ｂ相のレベル出力も２となる。次の１／４パル
スでは、Ｓ１、Ｓ２を前の状態と同様に保つ。したがっ
て、レベル出力も同一になる。最後の１／４パルスで
は、Ｓ１をオン、Ｓ２をオンとし、その結果、Ａ相のレ
ベル出力は４となり、Ｂ相のレベル出力は１となる。
【００２５】この回路での別の駆動方法を図５に示す。
最初の１／４パルスでは、Ｓ１をオフ、Ｓ２をオフと
し、Ａ相のレベル出力は１となり、Ｂ相のレベル出力は
４となる。次に１／４パルスでは、Ｓ１をオフ、Ｓ２を
オンとし、Ａ相のレベル出力は３となり、Ｂ相のレベル
出力は３となる。次の１／４パルスでは、Ｓ１、Ｓ２を
前の状態と同様に保つ。したがって、レベル出力も同一
になる。最後の１／４パルスでは、Ｓ１をオン、Ｓ２を
オンとし、Ａ相のレベル出力は４となり、Ｂ相のレベル
出力は１となる。
最初の１／４パルスでは、Ｓ１をオフ、Ｓ２をオフと
し、Ａ相のレベル出力は１となり、Ｂ相のレベル出力は
４となる。次に１／４パルスでは、Ｓ１をオフ、Ｓ２を
オンとし、Ａ相のレベル出力は３となり、Ｂ相のレベル
出力は３となる。次の１／４パルスでは、Ｓ１、Ｓ２を
前の状態と同様に保つ。したがって、レベル出力も同一
になる。最後の１／４パルスでは、Ｓ１をオン、Ｓ２を
オンとし、Ａ相のレベル出力は４となり、Ｂ相のレベル
出力は１となる。
【００２６】必要なトルクの大小に応じて図４または図
５の駆動方法のいずれかを選択するように予めプログラ
ムしておけば、余剰トルクが減少し、駆動音も静かにな
る。
５の駆動方法のいずれかを選択するように予めプログラ
ムしておけば、余剰トルクが減少し、駆動音も静かにな
る。
【００２７】上記レベル電圧によるモータ巻線（コイ
ル）電流のチョッピングと公知の相切り換え手段により
相切り換えを行うと、モータコイルに流れる電流はサイ
ン波形に近似した波形になる。
ル）電流のチョッピングと公知の相切り換え手段により
相切り換えを行うと、モータコイルに流れる電流はサイ
ン波形に近似した波形になる。
【００２８】（実施例２）図６は、本発明の実施例２の
モータ制御装置の回路ブロック図である。各抵抗の抵抗
値は、実施例１と同一に選ばれている。実施例２の回路
は、実施例１の回路とは、トランジスタ５、６、７、８
に対する出力ポートＳ１、Ｓ２の接続が異なっている。
即ち、Ｓ１はトランジスタ６、８に接続され、Ｓ２はト
ランジスタ５、７に接続されている。Ｓ１、Ｓ２のオ
ン、オフによるトランジスタ５、６、７、８のオン、オ
フの関係とＡ相レベル、Ｂ相レベルの設定電圧レベルを
図７に示す。
モータ制御装置の回路ブロック図である。各抵抗の抵抗
値は、実施例１と同一に選ばれている。実施例２の回路
は、実施例１の回路とは、トランジスタ５、６、７、８
に対する出力ポートＳ１、Ｓ２の接続が異なっている。
即ち、Ｓ１はトランジスタ６、８に接続され、Ｓ２はト
ランジスタ５、７に接続されている。Ｓ１、Ｓ２のオ
ン、オフによるトランジスタ５、６、７、８のオン、オ
フの関係とＡ相レベル、Ｂ相レベルの設定電圧レベルを
図７に示す。
【００２９】Ｓ１、Ｓ２は１パルス時間内で４回切り換
える。その様子を図８に示す。最初の１／４パルスで
は、Ｓ１をオフ、Ｓ２をオフとし、Ａ相のレベル出力は
１となり、Ｂ相のレベル出力は４となる。次にの１／４
パルスでは、Ｓ１をオン、Ｓ２をオフとし、Ａ相のレベ
ル出力は２となり、Ｂ相のレベル出力は３となる。次の
１／４パルスでは、Ｓ１をオフ、Ｓ２をオンとし、Ｓ相
のレベル出力は３となり、Ｂ相のレベル出力は２とな
る。最後の１／４パルスでは、Ｓ１オン、Ｓ２をオンと
し、Ａ相のレベル出力は４となり、Ｂ相のレベル出力は
１となる。
える。その様子を図８に示す。最初の１／４パルスで
は、Ｓ１をオフ、Ｓ２をオフとし、Ａ相のレベル出力は
１となり、Ｂ相のレベル出力は４となる。次にの１／４
パルスでは、Ｓ１をオン、Ｓ２をオフとし、Ａ相のレベ
ル出力は２となり、Ｂ相のレベル出力は３となる。次の
１／４パルスでは、Ｓ１をオフ、Ｓ２をオンとし、Ｓ相
のレベル出力は３となり、Ｂ相のレベル出力は２とな
る。最後の１／４パルスでは、Ｓ１オン、Ｓ２をオンと
し、Ａ相のレベル出力は４となり、Ｂ相のレベル出力は
１となる。
【００３０】上記レベル電圧によるモータ巻線（コイ
ル）電流のチョッピングと公知の相切り換え手段により
相切り換えを行うと、モータコイルに流れる電流はサイ
ン波形に近似した波形になる。
ル）電流のチョッピングと公知の相切り換え手段により
相切り換えを行うと、モータコイルに流れる電流はサイ
ン波形に近似した波形になる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１励磁相の相内を複数分割して定電圧回路の比較抵抗を
切り換えることにより、安価な回路構成となり、またフ
ァームウエアの負荷を大幅に増加させるなしに低速領域
から高速領域まで滑らかな電流波形となり、それによっ
て、モータの振動、騒音が改善される。
１励磁相の相内を複数分割して定電圧回路の比較抵抗を
切り換えることにより、安価な回路構成となり、またフ
ァームウエアの負荷を大幅に増加させるなしに低速領域
から高速領域まで滑らかな電流波形となり、それによっ
て、モータの振動、騒音が改善される。
【図１】図１は、本発明の実施例１のモータ制御装置の
回路ブロック図である。
回路ブロック図である。
【図２】図２は、実施例１における設定電流の大きさを
説明するための図表である。
説明するための図表である。
【図３】図３は、実施例１におけるＩ／Ｏポートの出力
のオン、オフ、トランジスタのオン、オフ状態の組み合
わせにより得られるＡ相およびＢ相の電圧レベルを説明
するための表である。
のオン、オフ、トランジスタのオン、オフ状態の組み合
わせにより得られるＡ相およびＢ相の電圧レベルを説明
するための表である。
【図４】図４は、実施例１におけるＡ相およびＢ相のレ
ベル電圧の時間経過を示すグラフである。
ベル電圧の時間経過を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例１におけるＡ相およびＢ相のレ
ベル電圧の時間経過を示すグラフである。
ベル電圧の時間経過を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施例２のモータ制御装置の
回路ブロック図である。
回路ブロック図である。
【図７】図７は、実施例２におけるＩ／Ｏポートの出力
のオン、オフ、トランジスタのオン、オフ状態の組み合
わせにより得られるＡ相およびＢ相の電圧レベルを説明
するための表である。
のオン、オフ、トランジスタのオン、オフ状態の組み合
わせにより得られるＡ相およびＢ相の電圧レベルを説明
するための表である。
【図８】図８は、実施例２におけるＡ相およびＢ相のレ
ベル電圧の時間経過を示すグラフである。
ベル電圧の時間経過を示すグラフである。
【図９】図９は、従来例のモータ制御装置の回路ブロッ
ク図である。
ク図である。
１ ＭＰＵ ３ Ｉ／Ｏポート ４ タイマ ５、６、７、８ トランジスタ ９、９’、１０、１１、１２、１２’、１３、１４ 抵
抗 Ｓ１、Ｓ２ 出力ポート
抗 Ｓ１、Ｓ２ 出力ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 博行 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 岩崎 武史 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 (7)
- 【請求項１】 ステッピングモータの各相を定電流駆動
するために前記ステッピングモータの各巻線に定電流を
与える定電流ショッピング手段と、該定電流ショッピン
グ手段の電流値を設定するための相数に応じた複数の電
流値設定手段と、該電流値設定手段で設定する電流値を
モータの１励磁時間内で分割する分割手段と、前記電流
設定手段で設定する電流値を前記分割手段による分割に
応じて切り換える切り換え手段を有することを特徴とす
るモータ制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のモータ制御装置におい
て、前記切り換え手段は２つの制御信号により、４つの
組み合わせを設定し、 第１の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は第２相用の電流値設定手段により
設定される電流値より大きく設定され、 第２の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は前記第１の組み合わせの第２相用
の電流値設定手段により設定される電流値と同一値とな
り、かつ第２相用の電流値設定手段により設定される電
流値は前記第１の組み合わせの第１相用の電流設定手段
により設定される電流値と同一となり、 第３の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は第２相の電流値設定手段により設
定される電流値より大きく設定され、 第４の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は前記第３の組み合わせの第２相用
の電流値設定手段により設定される電流値と同一値とな
り、かつ第２相用の電流値設定手段により設定される電
流値は前記第３の組み合わせの第１相用の電流設定手段
により設定される電流値と同一となる、 ことを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のモータ制御装置におい
て、前記第１の組み合わせの第１相用の電流値設定手段
によって設定される電流値は第３の組み合わせの第１相
用の電流値設定手段により設定される電流値より大き
く、かつ前記第１の組み合わせの第２相用の電流値設定
手段により設定される電流値は前記第３の組み合わせの
第２相用の電流値設定手段により設定される電流値より
小さいことを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のモータ制御装置におい
て、第１の組み合わせ、第３の組み合わせ、第４の組み
合わせ、第２の組み合わせの順で設定切り替えを行うこ
とを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項５】 請求項１記載のモータ制御装置におい
て、前記ステッピングモータは２相であり、前記切り換
え手段は２つの制御信号により、４つの組み合わせを設
定し、 第１の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は第２相用の電流値設定手段により
設定される電流値より大きく設定され、 第２の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は前記第１の組み合わせの第２相用
の電流値設定手段により設定される電流値と同一値とな
り、かつ第２相用の電流値設定手段により設定される電
流値は前記第１の組み合わせの第１相用の電流設定手段
により設定される電流値と同一となり、 第３の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は第２相の電流値設定手段により設
定される電流値と同一となり、 第４の組み合わせでは、第１相用の電流値設定手段によ
り設定される電流値は第２相用の電流値設定手段により
設定される電流値と同一値となり、かつ第３の組み合わ
せで設定される電流値と異なる、ことを特徴とするモー
タ制御装置。 - 【請求項６】 請求項５記載のモータ制御装置におい
て、第１の組み合わせ、第３の組み合わせ、第３の組み
合わせ、第２の組み合わせの順で設定切り替えを行うこ
とを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項７】 請求項５記載のモータ制御装置におい
て、第１の組み合わせ、第４の組み合わせ、第４の組み
合わせ、第２の組み合わせの順で設定切り替えを行うこ
とを特徴とするモータ制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6301360A JPH08140398A (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | モータ制御装置 |
| US08/552,389 US5841261A (en) | 1994-11-10 | 1995-11-03 | System for controlling stepping motor for dividing a single step of the motor into plural sections and applying voltages whose levels are determined in accordance with the sections |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6301360A JPH08140398A (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08140398A true JPH08140398A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17895937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6301360A Pending JPH08140398A (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | モータ制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5841261A (ja) |
| JP (1) | JPH08140398A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011141157A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Yamatake Corp | 力検出装置 |
| US8299745B2 (en) | 2009-04-24 | 2012-10-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving control apparatus for stepping motor and image forming apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000175493A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Canon Inc | ステップモータ駆動回路 |
| US6150788A (en) * | 1999-02-16 | 2000-11-21 | Seiberco Incorporated | Load torque detection and drive current optimization determination met |
| JP2001136790A (ja) * | 1999-11-08 | 2001-05-18 | Canon Inc | ステッピングモータの駆動制御方法及び装置 |
| US6208107B1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-03-27 | Abbott Laboratories | Use of digital current ramping to reduce audible noise in stepper motor |
| CN100426637C (zh) * | 2003-08-16 | 2008-10-15 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 直流无刷马达 |
| JPWO2005112230A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2008-05-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電動機 |
| US9026370B2 (en) | 2007-12-18 | 2015-05-05 | Hospira, Inc. | User interface improvements for medical devices |
| 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 |
| 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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| WO2013148798A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Hospira, Inc. | Air detection system and method for detecting air in a pump of an infusion system |
| CA3089257C (en) | 2012-07-31 | 2023-07-25 | Icu Medical, Inc. | Patient care system for critical medications |
| 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 |
| 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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| US5216345A (en) * | 1992-05-04 | 1993-06-01 | Hughes Aircraft Company | Mixed mode stepper motor controller and method |
-
1994
- 1994-11-10 JP JP6301360A patent/JPH08140398A/ja active Pending
-
1995
- 1995-11-03 US US08/552,389 patent/US5841261A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5841261A (en) | 1998-11-24 |
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