JPH11262296A - Stepping motor driving equipment - Google Patents
Stepping motor driving equipmentInfo
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- JPH11262296A JPH11262296A JP5663598A JP5663598A JPH11262296A JP H11262296 A JPH11262296 A JP H11262296A JP 5663598 A JP5663598 A JP 5663598A JP 5663598 A JP5663598 A JP 5663598A JP H11262296 A JPH11262296 A JP H11262296A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ステッピングモータ
に駆動電力を供給する駆動装置に関し、特に、ステッピ
ングモータの出力トルク特性及び振動特性の向上を実現
するステッピングモータ駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for supplying driving power to a stepping motor, and more particularly to a driving device for improving the output torque characteristics and vibration characteristics of the stepping motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】ステータとロータとの位置関係に基づい
てステータの励磁相を切り換えることによってロータの
回転角度を制御するようにしたステッピングモータで
は、ロータに巻線を備えておらず、負荷状態に拘らずス
テータから常に一定のエネルギが供給されるため、負荷
変動に対応したトルクを発生することはできない。この
ため、負荷変動の範囲に対してできるだけ大きなトルク
を発生するステッピングモータを選択する必要がある。
一方、ステッピングモータが使用される装置の小型化の
要請にともない、ステッピングモータの小型化の要請も
強く、ステッピングモータにおいて相対的な出力トルク
特性の向上が望まれる。2. Description of the Related Art In a stepping motor in which the rotation angle of the rotor is controlled by switching the excitation phase of the stator based on the positional relationship between the stator and the rotor, the rotor is not provided with a winding, and the load is reduced in a load state. Regardless, since constant energy is always supplied from the stator, it is not possible to generate a torque corresponding to a load change. For this reason, it is necessary to select a stepping motor that generates as much torque as possible in the range of load fluctuation.
On the other hand, along with a demand for downsizing of an apparatus using the stepping motor, a demand for downsizing of the stepping motor is also strong, and it is desired that the relative output torque characteristics of the stepping motor be improved.
【0003】一般に、ステッピングモータでは、ロータ
が通過したステータのコイルの磁力がロータに対して回
転方向と反対方向に作用する所謂ヒステリシスブレーキ
によって出力トルクの低下を招く。Generally, in a stepping motor, the output torque is reduced by a so-called hysteresis brake in which the magnetic force of the coil of the stator, which the rotor has passed, acts on the rotor in a direction opposite to the rotation direction.
【0004】そこで、従来のステッピングモータ駆動装
置では、図11及び図12に示すように、ロータ41の
歯がステータのA相コイル42又はB相コイル43に対
向した後におけるA相コイル42又はB相コイル43の
電流リミット制御期間taを短くし、ロータ41の歯が
通過した後におけるステータのA相コイル42又はB相
コイル43の電流値を急峻に低下させることにより、ヒ
ステリシスブレーキの作用する時間を短縮して出力トル
クを向上させるようにしたものがある。Therefore, in a conventional stepping motor driving device, as shown in FIGS. 11 and 12, the A-phase coil 42 or B-phase coil 42 or B-phase coil 41 after the teeth of the rotor 41 face the A-phase coil 42 or B-phase coil 43 of the stator. The current limit control period ta of the phase coil 43 is shortened, and the current value of the A-phase coil 42 or the B-phase coil 43 of the stator after the teeth of the rotor 41 pass is sharply reduced, so that the hysteresis brake operates time. Is shortened to improve output torque.
【0005】ところが、A相コイル42の電流リミット
制御期間taを例えば図11に示すa点からb点までと
してヒステリシスブレーキの作用する期間を短縮する
と、図11の線図Laに示すようにb点からd点までの
比較的広い範囲においてロータにヒステリシスブレーキ
が殆ど作用せず、この間においてロータが急速に回転
し、ステッピングモータに振動や騒音を発生する問題が
生じる。However, if the period during which the hysteresis brake operates is shortened by setting the current limit control period ta of the A-phase coil 42 to, for example, the point a to the point b shown in FIG. 11, the point b at the point b shown in FIG. The hysteresis brake hardly acts on the rotor in a relatively wide range from point to point d. During this time, the rotor rotates rapidly, causing a problem that the stepping motor generates vibration and noise.
【0006】一方、ステッピングモータの振動や騒音を
低減する手段として、特開平8−331896号公報に
開示された構成では、2相励磁から1相励磁、及び、1
相励磁から2相励磁に変化する間に、励磁電流を1→1
/2→0→−1/2→−1に変化させ、1−2相励磁に
中間励磁モードを作成することにより、1−2相励磁に
おける3ステップを5ステップとし、ロータの円滑な回
転状態を得るようにしている。On the other hand, as a means for reducing the vibration and noise of the stepping motor, in the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-331896, two-phase excitation to one-phase excitation, and
During the change from the phase excitation to the two-phase excitation, the exciting current is changed from 1 to 1
/ 2 → 0 → −1 / 2 → −1 and create an intermediate excitation mode in 1-2 phase excitation to make 3 steps in 1-2 phase excitation 5 steps and smooth rotation of the rotor I'm trying to get
【0007】また、従来知られているマイクロステップ
駆動方式では、A相及びB相の設定電流を決定するAV
R端子及びBVR端子に正弦波を全波整流した電圧を例
えば1/4サイクルの間隔で印加することにより、1ス
テップを移動中の電流設定値をリニアに変化させてモー
タに流れる電流を正弦波形とし、ロータの円滑な回転状
態を得るようにしている。このマイクロステップ駆動方
式も、中間励磁モードを作成する点で、特開平8−33
1896号公報に開示された構成と同様である。In the conventionally known micro-step driving method, an AV for determining the set current of the A-phase and the B-phase is used.
By applying a voltage obtained by full-wave rectification of a sine wave to the R terminal and the BVR terminal at intervals of, for example, 1/4 cycle, the current set value during one step of movement is changed linearly, and the current flowing to the motor is changed to a sine waveform. And a smooth rotation state of the rotor is obtained. This micro-step driving method is also disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
This is the same as the configuration disclosed in Japanese Patent No. 1896.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−331896号公報に開示された構成やマイクロス
テップ駆動方式では、中間励磁モードにおけるヒステリ
シスブレーキによりロータの回転を円滑にするものであ
り、ロータの回転中におけるヒステリシスブレーキの作
用期間が長時間化することよる出力トルクの低下を招
く。したがって、従来の駆動装置では、出力トルクを低
下させることなく振動や騒音を低減化することができな
い問題があった。However, in the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-331896 and the micro-step drive system, the rotation of the rotor is smoothly performed by a hysteresis brake in the intermediate excitation mode. This results in a decrease in output torque due to a longer operation period of the hysteresis brake during rotation. Therefore, the conventional driving device has a problem that vibration and noise cannot be reduced without lowering the output torque.
【0009】この発明の目的は、出力トルクを低下させ
ることなく振動や騒音を低減することができ、出力トル
ク特性及び振動特性をともに向上させることができるス
テッピングモータ駆動装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a stepping motor driving device capable of reducing vibration and noise without lowering output torque and improving both output torque characteristics and vibration characteristics.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、ステータコイルの磁力がロータの回転方向と逆方向
に作用する範囲における励磁中のステータコイルに流れ
る電流の絶対値を、ステータコイルの磁力がロータの回
転方向に作用する範囲における励磁中のステータコイル
に流れる電流の絶対値よりも低くする電流制限値下降制
御を実行することを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, an absolute value of a current flowing through a stator coil during excitation in a range in which a magnetic force of a stator coil acts in a direction opposite to a rotation direction of a rotor is determined. The present invention is characterized in that current limit value lowering control is performed to lower the absolute value of the current flowing through the stator coil during excitation in a range in which the magnetic force acts in the rotation direction of the rotor.
【0011】請求項1に記載した発明においては、ステ
ータコイルの磁力がロータの回転方向と逆方向に作用す
る範囲において、ステータコイルに流れる電流の絶対値
が低くされ、ステータコイルに生じる磁力が弱くなる。
したがって、ステータコイルからロータに対して回転方
向と逆方向に作用するヒステリシスブレーキが小さくな
り、出力トルクが著しく低下することがない。According to the first aspect of the present invention, in a range where the magnetic force of the stator coil acts in the direction opposite to the rotation direction of the rotor, the absolute value of the current flowing in the stator coil is reduced, and the magnetic force generated in the stator coil is weakened. Become.
Therefore, the hysteresis brake acting on the rotor from the stator coil in the direction opposite to the rotation direction is reduced, and the output torque is not significantly reduced.
【0012】即ち、図13に示すように、ロータがA相
ステータコイルを通過した後においてA相ステータコイ
ルの磁力がロータの回転方向と逆方向に作用する範囲に
おいて、A相ステータコイルの電流値が設定値Saから
設定値Sbに低下され、図11の線図Lbに示すように
a点からc点までの比較的広い範囲においてロータに作
用するヒステリシスブレーキが弱められる。したがっ
て、A相ステータコイルの磁力がロータの回転方向と逆
方向に作用する範囲においてA相ステータコイルの電流
値の設定値Saが維持される場合に比較して、ロータに
対するヒステリシスブレーキの作用を弱くすることがで
き、ステッピングモータの出力トルクの減衰量を少なく
することができる。That is, as shown in FIG. 13, the current value of the A-phase stator coil is within a range in which the magnetic force of the A-phase stator coil acts in the direction opposite to the rotation direction of the rotor after the rotor has passed through the A-phase stator coil. Is decreased from the set value Sa to the set value Sb, and the hysteresis brake acting on the rotor is weakened in a relatively wide range from the point a to the point c as shown in a diagram Lb of FIG. Therefore, the action of the hysteresis brake on the rotor is weaker than when the set value Sa of the current value of the A-phase stator coil is maintained in a range where the magnetic force of the A-phase stator coil acts in the direction opposite to the rotation direction of the rotor. Therefore, the amount of attenuation of the output torque of the stepping motor can be reduced.
【0013】また、ステータコイルの電流リミット制御
時間を短縮することによってロータに対するヒステリシ
スブレーキの作用する期間を短くする構成(図12参
照)に比較して、ロータが急速に回転する範囲を狭くし
てロータの回転を円滑にすることができ、ステッピング
モータの振動特性及び騒音特性を改善することができ
る。Further, as compared with a configuration in which the period during which the hysteresis brake acts on the rotor is shortened by shortening the current limit control time of the stator coil (see FIG. 12), the range in which the rotor rotates rapidly is narrowed. The rotation of the rotor can be made smooth, and the vibration characteristics and noise characteristics of the stepping motor can be improved.
【0014】請求項2に記載した発明は、前記電流制限
値下降制御の開始時に、ステータコイルに対する電圧の
印加を停止することを特徴とする。The invention described in claim 2 is characterized in that the application of the voltage to the stator coil is stopped at the time of starting the current limit value lowering control.
【0015】請求項2に記載した発明においては、ステ
ータコイルに流れる電流の絶対値を低くする電流制限値
下降制御の開始時に、ステータコイルに対する電圧の印
加が停止される。したがって、電流制限値下降制御の開
始時にステータコイルの電流の絶対値が素早く低下す
る。According to the second aspect of the present invention, the application of the voltage to the stator coil is stopped at the start of the current limit value lowering control for reducing the absolute value of the current flowing through the stator coil. Therefore, at the start of the current limit value lowering control, the absolute value of the current of the stator coil quickly decreases.
【0016】請求項3に記載した発明は、前記電流制限
値下降制御の開始時に、ステータコイルに対して逆電圧
を印加することを特徴とする。The invention described in claim 3 is characterized in that a reverse voltage is applied to the stator coil at the start of the current limit value lowering control.
【0017】請求項3に記載した発明においては、ステ
ータコイルに流れる電流の絶対値を低くする電流制限値
下降制御の開始時に、ステータコイルに逆電圧が印加さ
れる。したがって、電流制限値下降制御の開始時にステ
ータコイルの電流の絶対値がより素早く低下する。According to the third aspect of the present invention, a reverse voltage is applied to the stator coil at the start of the current limit value lowering control for reducing the absolute value of the current flowing through the stator coil. Therefore, at the start of the current limit value lowering control, the absolute value of the current of the stator coil decreases more quickly.
【0018】請求項4に記載した発明は、前記ステータ
コイルに対する電圧の印加の停止、又は、ステータコイ
ルに対する逆電圧の印加を命令する信号を、ステータコ
イルに対する励磁命令信号、又は、電流制限値下降制御
の開始を命令する信号に重畳したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, a signal for commanding the application of a voltage to the stator coil or the application of a reverse voltage to the stator coil is provided by an excitation command signal for the stator coil or a decrease in the current limit value. It is characterized by being superimposed on a signal for instructing start of control.
【0019】請求項4に記載した発明においては、ステ
ータコイルに対する電圧の印加の停止、又は、ステータ
コイルに対する逆電圧の印加を命令する信号が、励磁命
令信号、又は、電流制限値下降制御の開始を命令する信
号に重畳される。したがって、ステータコイルに対する
電圧の印加の停止、又は、ステータコイルに対する逆電
圧の印加を命令する信号が励磁命令信号、又は、電流制
限値下降制御の開始を命令する信号に正確に同期して出
力される。According to the fourth aspect of the present invention, the signal for stopping the application of the voltage to the stator coil or for applying the reverse voltage to the stator coil is an excitation command signal or the start of the current limit value lowering control. Is superimposed on the signal instructing Therefore, a signal for stopping the application of the voltage to the stator coil or for applying a reverse voltage to the stator coil is output in exact synchronization with the excitation command signal or the signal for instructing the start of the current limit value lowering control. You.
【0020】請求項5に記載した発明は、前記ステータ
コイルに対する電圧の印加の停止、又は、ステータコイ
ルに対する逆電圧の印加を、ステータコイルに流れる電
流値が前記電流制限値下降制御において下降された値に
一致するまでの間において実行することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, when the application of the voltage to the stator coil is stopped or the reverse voltage is applied to the stator coil, the value of the current flowing through the stator coil is decreased in the current limit value decreasing control. It is characterized in that it is executed until the value matches.
【0021】請求項5に記載した発明においては、電流
制限値下降制御とともに開始されたステータコイルに対
する電圧の印加の停止、又は、ステータコイルに対する
逆電圧の印加が、ステータコイルに流れる電流値が電流
制限値下降制御において設定された電流値に一致するま
で継続される。したがって、電流制限値下降制御時にス
テータコイルの電流値が所定の電流値まで素早くかつ確
実に低下する。According to the fifth aspect of the present invention, the stop of the application of the voltage to the stator coil or the application of the reverse voltage to the stator coil, which is started together with the control of decreasing the current limit value, causes the current value flowing through the stator coil to be equal to the current value. The process is continued until the current value set in the limit value lowering control matches the current value. Therefore, at the time of the current limit value lowering control, the current value of the stator coil quickly and reliably decreases to the predetermined current value.
【0022】請求項6に記載した発明は、前記電流制限
値下降制御時に、ステータコイルに流れる電流値を基準
値と比較する比較器と、この比較器の出力信号に基づい
てステータコイルに対する電圧の印加をオン/オフする
スイッチング手段と、を設けたことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a comparator for comparing a current value flowing through the stator coil with a reference value during the current limit value lowering control, and a voltage of the stator coil based on an output signal of the comparator. And switching means for turning on / off the application.
【0023】請求項6に記載した発明においては、ステ
ータコイルに流れる電流値を基準値と比較する比較器
と、この比較器の出力信号に基づいてステータコイルに
対する電圧の印加をオン/オフするスイッチング手段
と、により、電流制限値下降制御時にステータコイルの
電流値が設定値に一致するようにステータコイルに対す
る電圧の印加が制御される。したがって、電流制限値下
降制御の開始時にステータコイルに対する電圧の印加の
停止、又は、ステータコイルに対する逆電圧の印加を命
令するためのみの信号を出力する必要がない。According to the present invention, a comparator for comparing the value of the current flowing through the stator coil with a reference value, and switching for turning on / off the application of a voltage to the stator coil based on an output signal of the comparator. The means controls the application of the voltage to the stator coil such that the current value of the stator coil matches the set value during the current limit value lowering control. Therefore, it is not necessary to output a signal only for instructing the stop of the application of the voltage to the stator coil or the application of the reverse voltage to the stator coil at the start of the current limit value lowering control.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施形
態に係るステッピングモータ駆動装置の構成を示す図で
ある。この実施形態に係るステッピングモータ駆動装置
10は、A相ドライバ2、B相ドライバ3及び励磁制御
回路6によって構成されている。A相ドライバ2は、ス
テッピングモータ1のA相ステータコイル4を駆動す
る。B相ドライバ3は、B相ステータコイル5を駆動す
る。励磁制御回路6は、A相ドライバ2に対してA相励
磁命令信号APL及びA相電流リミット設定変更信号I
RCAを出力し、B相ドライバ3に対してB相励磁命令
信号BPL及びB相電流リミット設定変更信号IRCB
を出力する。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a stepping motor driving device according to a first embodiment of the present invention. The stepping motor drive device 10 according to this embodiment includes an A-phase driver 2, a B-phase driver 3, and an excitation control circuit 6. The A-phase driver 2 drives the A-phase stator coil 4 of the stepping motor 1. The B-phase driver 3 drives the B-phase stator coil 5. The excitation control circuit 6 sends an A-phase excitation command signal APL and an A-phase current limit setting change signal I to the A-phase driver 2.
RCA, and outputs a B-phase excitation command signal BPL and a B-phase current limit setting change signal IRCB to the B-phase driver 3.
Is output.
【0025】図2は、上記ステッピングモータ駆動装置
における2相励磁時の各信号のタイミングチャートであ
る。ステッピングモータ駆動装置10の励磁制御回路6
からA相ドライバ2及びB相ドライバ3のそれぞれに対
して出力されるA相励磁命令信号APL及びB相励磁命
令信号BPLは、4ステップを1周期として2ステップ
の間に“H”にされる信号である。B相励磁命令信号B
PLはA相励磁命令信号APLに対して1ステップ遅れ
て出力される。A相ドライバ2及びB相ドライバ3は、
A相ステータコイル4及びB相ステータコイル5に対し
て、A相励磁命令信号APL及びB相励磁命令信号BP
Lの“H”期間において+極性の電圧を印加し、“L”
期間において−極性の電圧を印加する。FIG. 2 is a timing chart of each signal at the time of two-phase excitation in the stepping motor driving device. Excitation control circuit 6 of stepping motor drive device 10
The A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL output to the A-phase driver 2 and the B-phase driver 3, respectively, are set to “H” during two steps with four steps as one cycle. Signal. B-phase excitation command signal B
PL is output one step behind A-phase excitation command signal APL. The A-phase driver 2 and the B-phase driver 3
For the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5, the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BP
In the “H” period of L, a positive polarity voltage is applied, and “L”
During the period, a negative voltage is applied.
【0026】また、励磁制御回路6から出力されるA相
電流リミット設定変更信号IRCA及びB相電流リミッ
ト設定変更信号IRCBは、2ステップを1周期として
1ステップの間に“H”にされる信号であり、A相励磁
命令信号APL及びB相励磁命令信号BPLにおける
“H”及び“L”のそれぞれの期間の中間のタイミング
で立ち上がる。B相電流リミット設定変更信号IRCB
はA相電流リミット設定変更信号IRCAに対して1ス
テップ遅れて出力される。A相ドライバ2及びB相ドラ
イバ3は、A相電流リミット設定変更信号IRCA及び
B相電流リミット設定変更信号IRCBが“H”の期間
において、A相ステータコイル4及びB相ステータコイ
ル5に流れる電流の絶対値の上限を定める電流リミット
設定値を例えば1/2の値に下降する。The A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB output from the excitation control circuit 6 are signals that are set to “H” during one step with two steps as one cycle. And rises at an intermediate timing between the “H” and “L” periods in the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. B-phase current limit setting change signal IRCB
Is output one step behind the A-phase current limit setting change signal IRCA. The A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 control the current flowing through the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 during the period when the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB are “H”. Of the current limit setting value that defines the upper limit of the absolute value of is reduced to, for example, 値.
【0027】即ち、A相ステータコイル4及びB相ステ
ータコイル5に流れる電流の絶対値の上限は、A相電流
リミット設定変更信号IRCA及びB相電流リミット設
定変更信号IRCBの“L”又は“H”の状態に応じ
て、大きい方の電流リミット設定値又は小さい方の電流
リミット設定値のいずれかに設定される。以下に、大き
い方の電流リミット設定値を上側電流リミット設定値、
小さい方の電流リミット設定値を下側電流リミット設定
値と言う。That is, the upper limit of the absolute value of the current flowing through the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 is determined by “L” or “H” of the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB. Is set to either the larger current limit setting value or the smaller current limit setting value. Below, the larger current limit setting is the upper current limit setting,
The smaller current limit setting is called the lower current limit setting.
【0028】励磁制御回路6から出力される各信号を上
記のように制御することにより、図2に示すように、例
えば、時刻t1から時刻t2までの間においてB相ステ
ータコイル5の電流値が上側電流リミット設定値まで上
昇する間に、A相ステータコイル4の電流値は下降して
下側電流リミット設定値に維持される。ステッピングモ
ータ1のロータは、A相ステータコイル4の電流値が上
側電流リミット設定値に一致する時刻t1から微小時間
経過後にA相ステータコイル4に最も接近し、時刻t2
から微小時間を経過するまでの間においてB相ステータ
コイル5に最も接近する位置に向かって移動する。By controlling each signal output from the excitation control circuit 6 as described above, for example, as shown in FIG. 2, the current value of the B-phase stator coil 5 is changed from time t1 to time t2. While rising to the upper current limit set value, the current value of the A-phase stator coil 4 falls and is maintained at the lower current limit set value. The rotor of the stepping motor 1 comes closest to the A-phase stator coil 4 after a lapse of a short time from the time t1 when the current value of the A-phase stator coil 4 matches the upper current limit set value, and at the time t2
And moves to the position closest to the B-phase stator coil 5 until a minute time elapses.
【0029】したがって、B相ステータコイル5の電流
値が上昇しており、B相ステータコイル5に最も接近す
る位置に向かってロータが移動している間において、A
相ステータコイル4に一定の電流が流れることにより、
ロータに対してA相ステータコイル4のヒステリシスブ
レーキが比較的長い時間にわたって作用し、ロータは滑
らかに回転することになる。このときA相ステータコイ
ル4の電流値が下側電流リミット設定値によって規定さ
れているためA相ステータコイル4からロータに作用す
るヒステリシスブレーキは比較的弱く、ステッピングモ
ータ1の出力トルクが著しく低下することはない。Therefore, the current value of the B-phase stator coil 5 is increasing, and while the rotor is moving toward the position closest to the B-phase stator coil 5, A
When a constant current flows through the phase stator coil 4,
The hysteresis brake of the A-phase stator coil 4 acts on the rotor for a relatively long time, and the rotor rotates smoothly. At this time, since the current value of the A-phase stator coil 4 is defined by the lower current limit setting value, the hysteresis brake acting on the rotor from the A-phase stator coil 4 is relatively weak, and the output torque of the stepping motor 1 is significantly reduced. Never.
【0030】図3は、この発明の第2の実施形態に係る
ステッピングモータ駆動装置の構成を示す図である。こ
の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置10の励
磁制御回路6は、図1に示したA相励磁命令信号AP
L、A相電流リミット設定変更信号IRCA、B相励磁
命令信号BPL及びB相電流リミット設定変更信号IR
CBに加えて、A相ドライバ2に対してA相励磁停止信
号ENAを出力するとともに、B相ドライバ3に対して
B相励磁停止信号ENBを出力する。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a stepping motor driving device according to a second embodiment of the present invention. The excitation control circuit 6 of the stepping motor drive device 10 according to this embodiment is configured to control the A-phase excitation command signal AP shown in FIG.
L and A phase current limit setting change signal IRCA, B phase excitation command signal BPL and B phase current limit setting change signal IR
In addition to CB, it outputs an A-phase excitation stop signal ENA to the A-phase driver 2 and outputs a B-phase excitation stop signal ENB to the B-phase driver 3.
【0031】図4は、上記ステッピングモータ駆動装置
における2相励磁時の各信号のタイミングチャートであ
る。ステッピングモータ駆動装置10の励磁制御回路6
からA相ドライバ2及びB相ドライバ3のそれぞれに対
して出力されるA相励磁命令信号APL、B相励磁命令
信号BPL、A相電流リミット設定変更信号IRCA及
びB相電流リミット設定変更信号IRCBは、図2に示
したものと同様の信号である。FIG. 4 is a timing chart of each signal during two-phase excitation in the stepping motor driving device. Excitation control circuit 6 of stepping motor drive device 10
The A-phase excitation command signal APL, the B-phase excitation command signal BPL, the A-phase current limit setting change signal IRCA, and the B-phase current limit setting change signal IRCB output to the A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 respectively from , Signals similar to those shown in FIG.
【0032】励磁制御回路6から出力されるA相励磁停
止信号ENA及びB相励磁停止信号ENBは、2ステッ
プを1周期として例えば1/2ステップの間に“H”に
される信号であり、A相励磁命令信号APL及びB相励
磁命令信号BPLにおける“H”及び“L”のそれぞれ
の期間の中間のタイミングで立ち上がる。B相励磁停止
信号ENBはA相励磁停止信号ENAに対して1ステッ
プ遅れて出力される。A相ドライバ2及びB相ドライバ
3は、A相励磁停止信号ENA及びB相励磁停止信号E
NBの“H”期間においてA相ステータコイル4及びB
相ステータコイル5に対する電圧の印加を停止する。The A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB output from the excitation control circuit 6 are signals that are set to "H" during, for example, 1/2 step with two steps as one cycle. It rises at an intermediate timing between the “H” and “L” periods in the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. The B-phase excitation stop signal ENB is output one step behind the A-phase excitation stop signal ENA. The A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 provide an A-phase excitation stop signal ENA and a B-phase excitation stop signal E
During the “H” period of NB, the A-phase stator coils 4 and B
The application of the voltage to the phase stator coil 5 is stopped.
【0033】なお、A相励磁停止信号ENA及びB相励
磁停止信号ENBの“H”期間としては、A相ステータ
コイル4及びB相ステータコイル5に流れる電流の絶対
値がA相電流リミット設定変更信号IRCA及びB相電
流リミット設定変更信号IRCBにより下側電流リミッ
ト設定値になるまでの期間が設定される。During the "H" period of the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB, the absolute value of the current flowing through the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 is changed by the A-phase current limit setting change. A period until the lower current limit set value is set is set by the signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB.
【0034】励磁制御回路6から出力される各信号を上
記のように制御することにより、B相ステータコイル5
又はA相ステータコイル4の電流値が上側電流リミット
設定値まで上昇する間に、A相ステータコイル4又はB
相ステータコイル5の電流値を下側電流リミット設定値
により早く下降させることができる。By controlling each signal output from the excitation control circuit 6 as described above, the B-phase stator coil 5
Or, while the current value of the A-phase stator coil 4 rises to the upper current limit set value, the A-phase stator coil 4 or B
The current value of the phase stator coil 5 can be quickly decreased by the lower current limit set value.
【0035】即ち、図1及び図2に示した第1の実施形
態に係るステッピングモータ駆動装置では、A相電流リ
ミット設定変更信号IRCA及びB相電流リミット設定
変更信号IRCBによりA相ドライバ2及びB相ドライ
バ3がA相ステータコイル4及びB相ステータコイル5
に流れる電流の絶対値の上限を低下させたとしても、既
に蓄積された電気的エネルギによりA相ステータコイル
4及びB相ステータコイル5の実際の電流値を素早く低
下させることはできない。That is, in the stepping motor driving apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the A-phase drivers 2 and B are controlled by the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB. The phase driver 3 includes an A-phase stator coil 4 and a B-phase stator coil 5
Even if the upper limit of the absolute value of the current flowing through the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 cannot be reduced quickly by the already stored electric energy.
【0036】そこで、この実施形態に係るステッピング
モータ駆動装置では、A相励磁停止信号ENA及びB相
励磁停止信号ENBにより、A相ステータコイル4及び
B相ステータコイル5の実際の電流値が下側電流リミッ
ト設定値に一致するまでA相ステータコイル4及びB相
ステータコイル5に対する電圧の印加を停止することに
より、蓄積されている電気的エネルギを発散させてA相
ステータコイル4及びB相ステータコイル5の実際の電
流値を下側電流リミット設定値により早く一致させるよ
うにしている。Therefore, in the stepping motor driving device according to the present embodiment, the actual current values of the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 are set lower by the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB. By stopping the application of the voltage to the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 until the current limit set value is reached, the accumulated electric energy is diverted to thereby disperse the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil. 5 is made to match the lower current limit set value earlier.
【0037】図5は、この発明の第3の実施形態に係る
ステッピングモータ駆動装置の2相励磁バイポーラ駆動
時における信号のタイミングチャートである。この実施
形態に係るステッピングモータ駆動装置では、図4に示
したA相励磁命令信号APL及びB相励磁命令信号BP
LにA相励磁停止信号ENA及びB相励磁停止信号EN
Bの信号の内容を重畳して励磁制御回路6から出力す
る。具体的には、A相励磁命令信号APL及びB相励磁
命令信号BPLの“H”期間及び“L”期間として、A
相ステータコイル4及びB相ステータコイル5の電流値
が上側電流リミット設定値から下側電流リミット設定値
に下降するまでの期間を与えている。FIG. 5 is a timing chart of signals when the stepping motor driving device according to the third embodiment of the present invention is driven by two-phase excitation bipolar. In the stepping motor driving device according to this embodiment, the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BP shown in FIG.
L indicates the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal EN
The content of the signal B is superimposed and output from the excitation control circuit 6. Specifically, as the “H” period and the “L” period of the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL, A
A period is provided until the current values of the phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 fall from the upper current limit set value to the lower current limit set value.
【0038】図5に示すA相励磁命令信号APL及びB
相励磁命令信号BPLを励磁制御回路6から出力するこ
とにより、A相ドライバ2及びB相ドライバ3は、A相
ステータコイル4及びB相ステータコイル5に対して+
極性の電圧又は−極性の電圧を印加すべき間における一
定期間に、−極性の電圧又は+極性の電圧を印加するこ
とになる。このように、A相ステータコイル4及びB相
ステータコイル5の電流値が下側電流リミット設定値に
下降するまでの間にA相ステータコイル4及びB相ステ
ータコイル5に逆極性の電圧を印加することにより、コ
イル特性やロータの回転数等の影響によって電流の下降
速度が遅い場合にも、B相ステータコイル5又はA相ス
テータコイル4の電流値が上側電流リミット設定値まで
上昇する間に、A相ステータコイル4又はB相ステータ
コイル5の実際の電流値を下側電流リミット設定値まで
確実に下降させることができる。A-phase excitation command signals APL and B shown in FIG.
By outputting the phase excitation command signal BPL from the excitation control circuit 6, the A-phase driver 2 and the B-phase driver 3
During a certain period during which the polarity voltage or the negative polarity voltage is to be applied, the negative polarity voltage or the positive polarity voltage is applied. Thus, voltages of opposite polarities are applied to the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 until the current values of the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 fall to the lower current limit set value. By doing so, even when the current descending speed is slow due to the influence of the coil characteristics, the number of rotations of the rotor, and the like, the current value of the B-phase stator coil 5 or the A-phase stator coil 4 is increased to the upper current limit set value. , The actual current value of the A-phase stator coil 4 or the B-phase stator coil 5 can be reliably reduced to the lower current limit set value.
【0039】また、図4に示したA相励磁停止信号EN
A及びB相励磁停止信号ENBは、A相励磁命令信号A
PL及びB相励磁命令信号BPLに確実に同期させる必
要があるが、A相励磁停止信号ENA及びB相励磁停止
信号ENBの内容をA相励磁命令信号APL及びB相励
磁命令信号BPLに重畳させることによって、両者を確
実に同期させることができるとともに、信号線数を削減
することもできる。The A-phase excitation stop signal EN shown in FIG.
The A and B phase excitation stop signal ENB is the A phase excitation command signal A
Although it is necessary to reliably synchronize with the PL and B-phase excitation command signals BPL, the contents of the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB are superimposed on the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. Thus, both can be reliably synchronized, and the number of signal lines can be reduced.
【0040】なお、A相励磁停止信号ENA及びB相励
磁停止信号ENBの内容をA相電流リミット設定変更信
号IRCA及びB相電流リミット設定変更信号IRCB
に重畳するようにしてもよい。The contents of the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB are changed to the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB.
May be superimposed.
【0041】図6は、この発明の第2の実施形態に係る
ステッピングモータ駆動装置の1−2相励磁時における
各信号のタイミングチャートである。ステッピングモー
タ駆動装置10の励磁制御回路6からA相ドライバ2及
びB相ドライバ3のそれぞれに対して出力されるA相励
磁命令信号APL及びB相励磁命令信号BPLは、8ス
テップを1周期として4ステップの間に“H”にされる
信号である。B相励磁命令信号BPLはA相励磁命令信
号APLに対して2ステップ遅れて出力される。A相ド
ライバ2及びB相ドライバ3は、A相ステータコイル4
及びB相ステータコイル5に対して、A相励磁命令信号
APL及びB相励磁命令信号BPLの“H”期間におい
て+極性の電圧を印加し、“L”期間において−極性の
電圧を印加する。FIG. 6 is a timing chart of each signal at the time of 1-2 phase excitation of the stepping motor driving device according to the second embodiment of the present invention. The A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL output from the excitation control circuit 6 of the stepping motor drive device 10 to each of the A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 are 4 steps with 8 steps as one cycle. This signal is set to “H” during the step. The B-phase excitation command signal BPL is output two steps later than the A-phase excitation command signal APL. The A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 include an A-phase stator coil 4
A positive polarity voltage is applied to the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL to the B-phase stator coil 5 during the “H” period, and a −polarity voltage is applied to the B-phase stator coil 5 during the “L” period.
【0042】また、励磁制御回路6から出力されるA相
電流リミット設定変更信号IRCA及びB相電流リミッ
ト設定変更信号IRCBは、4ステップを1周期として
1ステップの間に“H”にされる信号であり、A相励磁
命令信号APL及びB相励磁命令信号BPLにおける
“H”及び“L”のそれぞれの期間の中間のタイミング
で立ち上がる。B相電流リミット設定変更信号IRCB
はA相電流リミット設定変更信号IRCAに対して2ス
テップ遅れて出力される。A相ドライバ2及びB相ドラ
イバ3は、A相電流リミット設定変更信号IRCA及び
B相電流リミット設定変更信号IRCBが“H”の期間
において、A相ステータコイル4及びB相ステータコイ
ル5に流れる電流の絶対値の上限を定める電流リミット
設定値を下側電流リミット設定値にする。The A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB output from the excitation control circuit 6 are signals that are set to “H” during one step with four steps as one cycle. And rises at an intermediate timing between the “H” and “L” periods in the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. B-phase current limit setting change signal IRCB
Is output two steps later than the A-phase current limit setting change signal IRCA. The A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 control the current flowing through the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 during the period when the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB are “H”. Set the current limit set value that determines the upper limit of the absolute value of the lower current limit set value.
【0043】さらに、励磁制御回路6から出力されるA
相励磁停止信号ENA及びB相励磁停止信号ENBは、
4ステップを1周期として、A相励磁命令信号APL及
びB相励磁命令信号BPLにおける“H”及び“L”の
それぞれの期間の中間のタイミングから例えば1/2ス
テップの間に“H”にされ、次の1/2ステップの間に
“L”にされ、次の1ステップの間に“H”にされる信
号である。B相励磁停止信号ENBはA相励磁停止信号
ENAに対して2ステップ遅れて出力される。A相ドラ
イバ2及びB相ドライバ3は、A相励磁停止信号ENA
及びB相励磁停止信号ENBの“H”期間においてA相
ステータコイル4及びB相ステータコイル5に対する電
圧の印加を停止する。Further, A output from the excitation control circuit 6
The phase excitation stop signal ENA and the B phase excitation stop signal ENB are
With four steps as one cycle, the signal is set to “H” during a half step, for example, from the middle timing between the “H” and “L” periods in the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. , Are set to “L” during the next half step and set to “H” during the next one step. The B-phase excitation stop signal ENB is output two steps later than the A-phase excitation stop signal ENA. The A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 provide an A-phase excitation stop signal ENA
During the “H” period of the B-phase excitation stop signal ENB, the application of voltage to the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 is stopped.
【0044】以上の構成により、1−2相励磁時におい
ては、A相ドライバ2及びB相ドライバ3からA相ステ
ータコイル4及びB相ステータコイル5に対して3ステ
ップの間に連続して同一極性の電流が供給され、この3
ステップの期間の最後の1ステップの間においてA相電
流リミット設定変更信号IRCA及びB相電流リミット
設定変更信号IRCBが“H”にされるとともに、最後
の1ステップの前半においてA相励磁停止信号ENA及
びB相励磁停止信号ENBが“H”にされる。したがっ
て、1−2相励磁時に、A相ステータコイル4及びB相
ステータコイル5に連続して同一極性の電流が供給され
る3ステップの期間のうち、A相ステータコイル4及び
B相ステータコイル5からロータに対してヒステリシス
ブレーキが作用する期間である最後の1ステップにおい
て、正確にA相ステータコイル4及びB相ステータコイ
ル5の電流リミット設定値を低下させることができると
ともに、電圧の印加を停止することができる。これによ
って、1−2相励磁時にも、影響力の小さいヒステリシ
スブレーキを比較的長期間にわたって確実に作用させる
ことができ、出力トルクの著しい低下を生じることな
く、円滑な回転動作を得ることができる。With the above configuration, during the 1-2-phase excitation, the A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 continuously make the same for the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 during three steps. Polarity current is supplied and this 3
During the last one step of the step period, the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB are set to “H”, and in the first half of the last one step, the A-phase excitation stop signal ENA And the B-phase excitation stop signal ENB is set to “H”. Therefore, during the 1-2-step excitation, the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 during the three-step period in which the current of the same polarity is continuously supplied to the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 In the last step during which the hysteresis brake acts on the rotor, the current limit set values of the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 can be accurately reduced, and the application of voltage is stopped. can do. As a result, even during the 1-2-phase excitation, the hysteresis brake having a small influence can be reliably applied for a relatively long period of time, and a smooth rotation operation can be obtained without a significant decrease in output torque. .
【0045】なお、A相電流リミット設定変更信号IR
CA及びB相電流リミット設定変更信号IRCBの入力
時にA相ドライバ2及びB相ドライバ3からA相ステー
タコイル4及びB相ステータコイル5に設定する下側電
流リミット設定値は、ステッピングモータ1におけるス
テータコイルの電流下降率と出力トルクの減衰率及び騒
音減少率との関係から決定することができる。例えば、
ステッピングモータ1におけるステータコイルの電流下
降率と出力トルクの減衰率及び騒音減少率との関係が、
それぞれ図7及び図8に示すように表される場合には、
出力トルクの減衰量ができるだけ小さく、かつ、騒音減
少量が大きくなるように、下側電流リミット設定値とし
て、上側電流リミット設定値の20〜80%を選択す
る。ここに、図8に示す電圧下降率と騒音減少率との関
係は、ステッピングモータ1を共振板に取り付け、ステ
ータコイルの電流値を変化させた際にステッピングモー
タ1が発生する振動を騒音に変換して測定した結果であ
る。The A-phase current limit setting change signal IR
The lower current limit set value set in the A-phase stator coil 4 and the B-phase stator coil 5 from the A-phase driver 2 and the B-phase driver 3 when the CA and the B-phase current limit setting change signal IRCB is input is the stator in the stepping motor 1. It can be determined from the relationship between the current drop rate of the coil, the output torque attenuation rate, and the noise reduction rate. For example,
The relationship between the current drop rate of the stator coil in the stepping motor 1, the output torque attenuation rate, and the noise reduction rate is as follows.
When represented as shown in FIGS. 7 and 8, respectively,
As the lower current limit setting value, 20 to 80% of the upper current limit setting value is selected so that the output torque attenuation is as small as possible and the noise reduction amount is large. Here, the relationship between the voltage drop rate and the noise reduction rate shown in FIG. 8 is obtained by converting the vibration generated by the stepping motor 1 into noise when the stepping motor 1 is mounted on the resonance plate and the current value of the stator coil is changed. This is the result of measurement.
【0046】また、A相励磁停止信号ENA及びB相励
磁停止信号ENBにおける“H”の期間を固定的に設定
すると、ステッピングモータ1の固体差によりステータ
コイルの実際の電流値が下側電流リミット設定値まで低
下しない場合を生じる可能性がある。そこで、ステータ
コイルに流れる電流値を検出する電流検出抵抗を設け、
電流検出抵抗の電圧を下側電流リミット設定値に対応す
る基準電圧と比較し、両者が一致するまでA相励磁停止
信号ENA及びB相励磁停止信号ENBを“H”にす
る。この構成によって、ステッピングモータ1の固体差
に拘らず、常に、ステータコイルの実際の電流値を下側
電流リミット設定値に確実に一致させることができる。When the "H" period in the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB is fixedly set, the actual current value of the stator coil is reduced to the lower current limit due to the individual difference of the stepping motor 1. There is a possibility that a case where it does not decrease to the set value may occur. Therefore, a current detection resistor for detecting a current value flowing through the stator coil is provided,
The voltage of the current detection resistor is compared with a reference voltage corresponding to the lower current limit set value, and the A-phase excitation stop signal ENA and the B-phase excitation stop signal ENB are set to “H” until they match. This configuration ensures that the actual current value of the stator coil always matches the lower current limit setting value regardless of the individual difference of the stepping motor 1.
【0047】例えば、図9に示すように、A相ドライバ
2に、A相ステータコイル4に流れる電流値を検出する
電流検出抵抗R1、電流検出抵抗R1における電圧を基
準電圧と比較するコンパレータCMP1、コンパレータ
CMP1における上側基準電圧を設定する抵抗R2及び
R3、コンパレータCMP1の基準電圧を励磁制御回路
6から出力される電流リミット設定変更信号IRCAに
基づいて下側の値に下降する基準電圧変更用の抵抗R4
及びトランジスタTR5、並びに、ステータコイル4を
駆動するバイポーラ駆動トランジスタTR1〜TR4の
うち電源VM側のトランジスタTR1及びTR2のベー
ス端子にコンパレータCMP1の出力と励磁制御回路6
から出力される励磁命令信号APLとの論理積を駆動信
号として供給するゲートAND1及びAND2を設け
る。For example, as shown in FIG. 9, the A-phase driver 2 includes a current detection resistor R1 for detecting a current value flowing through the A-phase stator coil 4, a comparator CMP1 for comparing the voltage at the current detection resistor R1 with a reference voltage, Resistors R2 and R3 for setting an upper reference voltage in the comparator CMP1, and a reference voltage changing resistor for lowering the reference voltage of the comparator CMP1 to a lower value based on a current limit setting change signal IRCA output from the excitation control circuit 6. R4
The output of the comparator CMP1 and the excitation control circuit 6 are connected to the base terminals of the transistors TR1 and TR2 on the power supply VM side among the bipolar drive transistors TR1 to TR4 for driving the stator coil 4 and the transistor TR5.
Gates AND1 and AND2 for supplying as a drive signal the logical product of the excitation command signal APL and the excitation command signal APL output therefrom are provided.
【0048】この構成により、励磁制御回路6から電流
リミット設定変更信号IRCAが出力されると、トラン
ジスタTR5がオンしてコンパレータCMP1の基準電
圧が抵抗R4によって低下し、コンパレータCMP1の
出力が低下する結果、ゲートAND1又はAND2から
電源側の駆動トランジスタTR1又はTR2に出力され
る駆動信号が“L”になり、電源VMからステータコイ
ル4に電流が供給されなくなる。With this configuration, when the current limit setting change signal IRCA is output from the excitation control circuit 6, the transistor TR5 is turned on, the reference voltage of the comparator CMP1 is reduced by the resistor R4, and the output of the comparator CMP1 is reduced. Then, the drive signal output from the gate AND1 or AND2 to the drive transistor TR1 or TR2 on the power supply side becomes "L", and current is not supplied from the power supply VM to the stator coil 4.
【0049】一方、ステータコイル4を駆動するバイポ
ーラ駆動トランジスタTR1〜TR4のうち接地側の駆
動トランジスタTR3又はTR4は励磁命令信号APL
によってオンしており、ステータコイル4は駆動トラン
ジスタTR3又はTR4と電流検出抵抗R1とを介して
接地されている。したがって、ステータコイル4に残留
しているコイルエネルギが、駆動トランジスタTR3又
はTR4と電流検出抵抗R1とを介して開放され、ステ
ータコイル4の電流値が低下する。On the other hand, among the bipolar driving transistors TR1 to TR4 for driving the stator coil 4, the driving transistor TR3 or TR4 on the ground side receives the excitation command signal APL.
, And the stator coil 4 is grounded via the drive transistor TR3 or TR4 and the current detection resistor R1. Therefore, the coil energy remaining in the stator coil 4 is released via the drive transistor TR3 or TR4 and the current detection resistor R1, and the current value of the stator coil 4 decreases.
【0050】これによって、電流検出抵抗R1に流れる
電流値が低下して電流検出抵抗R1における電圧がコン
パレータCMP1に設定されている小さい方の基準電圧
より低くなるとコンパレータCMP1の出力が上昇し、
ゲートAND1又はAND2から出力される駆動信号が
“H”になり、電源VM側の駆動トランジスタTR1又
はTR2を介して電源VMからステータコイル4に電流
が供給される。As a result, when the value of the current flowing through the current detection resistor R1 decreases and the voltage at the current detection resistor R1 becomes lower than the smaller reference voltage set in the comparator CMP1, the output of the comparator CMP1 increases.
The drive signal output from the gate AND1 or AND2 becomes “H”, and a current is supplied from the power supply VM to the stator coil 4 via the drive transistor TR1 or TR2 on the power supply VM side.
【0051】したがって、電源の供給を停止してステー
タコイル4における電流の絶対値を下降させる際に、ス
テータコイル4に残留しているコイルエネルギを接地側
の駆動トランジスタTR3又はTR4及び電流検出抵抗
R1を介して確実に開放することができ、ステータコイ
ル4の電流値を素早く低下させることができる。また、
電流検出抵抗R1の電圧値を基準電圧と比較するコンパ
レータCMP1の出力に基づいて電源側の駆動トランジ
スタTR1及びTR2をオン/オフすることにより、励
磁制御回路6から励磁停止信号ENAを出力することな
く、ステータコイル4の実際の電流値が小さい方の電流
リミット設定値に一致するまでの間において正確にステ
ータコイル4に対する電源の供給を停止することができ
る。以上の構成及び効果は、B相ステータコイル5につ
いても同様である。Therefore, when the supply of power is stopped and the absolute value of the current in the stator coil 4 is decreased, the coil energy remaining in the stator coil 4 is transferred to the ground-side drive transistor TR3 or TR4 and the current detection resistor R1. And the current value of the stator coil 4 can be rapidly reduced. Also,
By turning on / off the drive transistors TR1 and TR2 on the power supply side based on the output of the comparator CMP1 that compares the voltage value of the current detection resistor R1 with the reference voltage, the excitation control circuit 6 does not output the excitation stop signal ENA. The power supply to the stator coil 4 can be stopped accurately until the actual current value of the stator coil 4 matches the smaller current limit set value. The above configuration and effect are the same for the B-phase stator coil 5.
【0052】また、ステッピングモータ1のステータコ
イル4及び5をユニポーラ駆動トランジスタを介して駆
動する場合には、図10に示すように、ユニポーラ駆動
トランジスタTR11を電源VMとステータコイル4と
の間に配置し、GNDとユニポーラ駆動トランジスタT
R11及びステータコイル4との間にダイオードD1を
挿入する。これによって、トランジスタTR11がオフ
した時に、ステータコイル4に残留するコイルエネルギ
が図中矢印で示すようにGNDに流れ、ステータコイル
4の電流値を素早く下降させることができる。When the stator coils 4 and 5 of the stepping motor 1 are driven via the unipolar drive transistor, the unipolar drive transistor TR11 is arranged between the power supply VM and the stator coil 4 as shown in FIG. And GND and the unipolar drive transistor T
A diode D1 is inserted between R11 and the stator coil 4. As a result, when the transistor TR11 is turned off, the coil energy remaining in the stator coil 4 flows to GND as shown by the arrow in the figure, and the current value of the stator coil 4 can be quickly reduced.
【0053】さらに、ステッピングモータ1の出力トル
ク特性を向上するためには、ステータコイルの実際の電
流値が上側電流リミット設定値に達するまでの時間をで
きるだけ短時間化することが望ましい。このためには、
ステータコイル4,5の巻線のインダクタンスを下げて
コイルを流れる電流の立ち上がりを早くすべきである。
これによって、ステータコイルの発熱量を抑制する効果
も得られる。Further, in order to improve the output torque characteristics of the stepping motor 1, it is desirable to shorten the time required for the actual current value of the stator coil to reach the upper current limit set value as short as possible. To do this,
The inductance of the windings of the stator coils 4 and 5 should be reduced to make the rise of the current flowing through the coils faster.
Thereby, the effect of suppressing the heat generation amount of the stator coil can also be obtained.
【0054】加えて、ステッピングモータ1を円滑に回
転させるためには、A相電流リミット設定変更信号IR
CA及びB相電流リミット設定変更信号IRCBはA相
励磁命令信号APL及びB相励磁命令信号BPLに完全
に同期させる必要がある。そこで、A相電流リミット設
定変更信号IRCA及びB相電流リミット設定変更信号
IRCBは、A相励磁命令信号APL及びB相励磁命令
信号BPLの出力回路と同一の動作クロックに基づいて
動作している回路から出力することが考えられる。In addition, in order to rotate the stepping motor 1 smoothly, the A-phase current limit setting change signal IR
The CA and B-phase current limit setting change signal IRCB needs to be completely synchronized with the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. Therefore, the A-phase current limit setting change signal IRCA and the B-phase current limit setting change signal IRCB are based on the same operation clock as the output circuit of the A-phase excitation command signal APL and the B-phase excitation command signal BPL. It is possible to output from.
【0055】[0055]
【発明の効果】請求項1に記載した発明によれば、ステ
ータコイルの磁力がロータの回転方向と逆方向に作用す
る範囲において、ステータコイルに流れる電流の絶対値
を低し、ステータコイルに生じる磁力を弱くすることに
より、ステータコイルからロータに対して回転方向と逆
方向に作用するヒステリシスブレーキを小さくすること
ができ、出力トルクの減衰量を少なくすることができる
とともに、ステータコイルの電流リミット制御時間を短
縮することによってロータに対するヒステリシスブレー
キの作用する期間を短くする構成に比較して、ロータが
急速に回転する範囲を狭くしてロータの回転を円滑にす
ることができ、ステッピングモータの振動特性及び騒音
特性を改善することができる。According to the first aspect of the present invention, the absolute value of the current flowing through the stator coil is reduced in a range in which the magnetic force of the stator coil acts in the direction opposite to the rotation direction of the rotor, and is generated in the stator coil. By weakening the magnetic force, it is possible to reduce the hysteresis brake acting on the rotor from the stator coil in the direction opposite to the rotation direction, thereby reducing the output torque attenuation and controlling the stator coil current limit. Compared to a configuration that shortens the period in which the hysteresis brake acts on the rotor by shortening the time, the range in which the rotor rotates rapidly can be narrowed, and the rotation of the rotor can be smooth. And noise characteristics can be improved.
【0056】請求項2に記載した発明によれば、ステー
タコイルに流れる電流の絶対値を低くする電流制限値下
降制御の開始時に、ステータコイルに対する電圧の印加
を停止することにより、電流制限値下降制御の開始時に
ステータコイルの電流の絶対値を素早く低下させること
ができる。According to the second aspect of the present invention, the application of the voltage to the stator coil is stopped at the start of the current limit value lowering control for reducing the absolute value of the current flowing through the stator coil, so that the current limit value lowers. At the start of the control, the absolute value of the current of the stator coil can be quickly reduced.
【0057】請求項3に記載した発明によれば、ステー
タコイルに流れる電流の絶対値を低くする電流制限値下
降制御の開始時に、ステータコイルに逆電圧を印加する
ことにより、電流制限値下降制御の開始時にステータコ
イルの電流の絶対値をより素早く低下させることができ
る。According to the third aspect of the present invention, at the start of the current limit value lowering control for reducing the absolute value of the current flowing through the stator coil, a reverse voltage is applied to the stator coil to thereby reduce the current limit value lowering control. , The absolute value of the stator coil current can be reduced more quickly.
【0058】請求項4に記載した発明によれば、ステー
タコイルに対する電圧の印加の停止、又は、ステータコ
イルに対する逆電圧の印加を命令する信号を、励磁命令
信号、又は、電流制限値下降制御の開始を命令する信号
に重畳することにより、ステータコイルに対する電圧の
印加の停止、又は、ステータコイルに対する逆電圧の印
加を命令する信号を励磁命令信号、又は、電流制限値下
降制御の開始を命令する信号に正確に同期して出力する
ことができ、ステータコイルに流れる電流の絶対値を常
に正確なタイミングで低下させることができる。According to the fourth aspect of the present invention, the signal for commanding the stop of the voltage application to the stator coil or the application of the reverse voltage to the stator coil is used as the excitation command signal or the current limit value lowering control. By superimposing on the signal for instructing the start, the application of the signal for instructing the application of the reverse voltage to the stator coil to stop the application of the voltage to the stator coil, or the excitation instruction signal, or instructing the start of the current limit value lowering control. The output can be accurately synchronized with the signal, and the absolute value of the current flowing through the stator coil can always be reduced at an accurate timing.
【0059】請求項5に記載した発明によれば、電流制
限値下降制御とともに開始されたステータコイルに対す
る電圧の印加の停止、又は、ステータコイルに対する逆
電圧の印加を、ステータコイルに流れる電流値が電流制
限値下降制御において設定された電流値に一致するまで
継続することにより、電流制限値下降制御時にステータ
コイルの電流値を所定の電流値まで素早くかつ確実に低
下させることができる。According to the fifth aspect of the present invention, the stop of the application of the voltage to the stator coil or the application of the reverse voltage to the stator coil, which is started together with the current limit value lowering control, is performed by changing the current value flowing through the stator coil. By continuing until the current value matches the current value set in the current limit value lowering control, the current value of the stator coil can be quickly and reliably reduced to a predetermined current value during the current limit value lowering control.
【0060】請求項6に記載した発明によれば、ステー
タコイルに流れる電流値を基準値と比較する比較器と、
この比較器の出力信号に基づいてステータコイルに対す
る電圧の印加をオン/オフするスイッチング手段と、に
より、電流制限値下降制御時にステータコイルの電流値
が設定値に一致するようにステータコイルに対する電圧
の印加を制御することにより、電流制限値下降制御の開
始時にステータコイルに対する電圧の印加の停止、又
は、ステータコイルに対する逆電圧の印加を命令するた
めのみの信号を出力する必要がなく、ステータスコイル
に印加する電圧の制御を簡略化することができる。According to the invention described in claim 6, the comparator for comparing the value of the current flowing through the stator coil with the reference value,
Switching means for turning on / off the application of the voltage to the stator coil based on the output signal of the comparator; and controlling the voltage applied to the stator coil so that the current value of the stator coil matches the set value during the current limit value lowering control. By controlling the application, it is not necessary to stop the application of the voltage to the stator coil at the start of the current limit value lowering control or to output a signal only for instructing the application of the reverse voltage to the stator coil. Control of the applied voltage can be simplified.
【図1】この発明の第1の実施形態に係るステッピング
モータ駆動装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a stepping motor driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】上記ステッピングモータ駆動装置における2相
励磁時の各信号のタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart of each signal during two-phase excitation in the stepping motor driving device.
【図3】この発明の第2の実施形態に係るステッピング
モータ駆動装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a stepping motor driving device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】上記ステッピングモータ駆動装置における2相
励磁時の各信号のタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart of signals at the time of two-phase excitation in the stepping motor driving device.
【図5】この発明の第3の実施形態に係るステッピング
モータ駆動装置の2相励磁時における信号のタイミング
チャートである。FIG. 5 is a timing chart of signals during two-phase excitation of a stepping motor drive device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第2の実施形態に係るステッピング
モータ駆動装置の1−2相励磁時における各信号のタイ
ミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart of each signal at the time of 1-2 phase excitation of the stepping motor drive device according to the second embodiment of the present invention.
【図7】この発明の実施形態に係る駆動装置によって駆
動されるステッピングモータにおけるステータコイルの
電流下降率と出力トルクの減衰率との関係を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a current decrease rate of a stator coil and a damping rate of an output torque in a stepping motor driven by a driving device according to an embodiment of the present invention.
【図8】この発明の実施形態に係る駆動装置によって駆
動されるステッピングモータにおけるステータコイルの
電流下降率と騒音減少率との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a current decrease rate of a stator coil and a noise reduction rate in a stepping motor driven by the driving device according to the embodiment of the present invention.
【図9】バイポーラ駆動のステッピングモータに適用し
た場合におけるステッピングモータ駆動装置の構成を示
す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a stepping motor driving device when applied to a bipolar driving stepping motor.
【図10】モノポーラ駆動のステッピングモータに適用
した場合におけるステッピングモータ駆動装置を構成を
示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a stepping motor drive device when applied to a monopolar drive stepping motor.
【図11】一般的なステッピングモータにおけるロータ
の回転状態を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a rotation state of a rotor in a general stepping motor.
【図12】従来の駆動装置によって駆動されるステッピ
ングモータのA相ステータコイル及びB相ステータコイ
ルの電流の変化を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a change in current of an A-phase stator coil and a B-phase stator coil of a stepping motor driven by a conventional driving device.
【図13】この発明の作用を説明するA相ステータコイ
ル及びB相ステータコイルの電流の変化を示す図であ
る。FIG. 13 is a diagram showing a change in current of an A-phase stator coil and a B-phase stator coil for explaining the operation of the present invention.
1−ステッピングモータ 2−A相ドライバ 3−B相ドライバ 4−A相ステータコイル 5−B相ステータコイル 6−励磁制御回路 10−ステッピングモータ駆動装置 1-Stepping motor 2-A-phase driver 3-B-phase driver 4-A-phase stator coil 5-B-phase stator coil 6-Excitation control circuit 10-Stepping motor driving device
Claims (6)
と逆方向に作用する範囲における励磁中のステータコイ
ルに流れる電流の絶対値を、ステータコイルの磁力がロ
ータの回転方向に作用する範囲における励磁中のステー
タコイルに流れる電流の絶対値よりも低くする電流制限
値下降制御を実行することを特徴とするステッピングモ
ータ駆動装置。An absolute value of a current flowing through a stator coil during excitation in a range in which a magnetic force of a stator coil acts in a direction opposite to a rotation direction of a rotor is determined by an excitation in a range in which a magnetic force of the stator coil acts in a rotation direction of the rotor. A stepping motor driving device for executing a current limit value lowering control for lowering an absolute value of a current flowing through a middle stator coil.
ータコイルに対する電圧の印加を停止する請求項1に記
載のステッピングモータ駆動装置。2. The stepping motor drive device according to claim 1, wherein the application of the voltage to the stator coil is stopped when the current limit value lowering control is started.
ータコイルに対して逆電圧を印加する請求項1に記載の
ステッピングモータ駆動装置。3. The stepping motor drive device according to claim 1, wherein a reverse voltage is applied to the stator coil at the time of starting the current limit value lowering control.
停止、又は、ステータコイルに対する逆電圧の印加を命
令する信号を、ステータコイルに対する励磁命令信号、
又は、電流制限値下降制御の開始を命令する信号に重畳
した請求項2又は3に記載のステッピングモータ駆動装
置。4. A signal for commanding stop of voltage application to said stator coil or application of reverse voltage to said stator coil, comprising: an excitation command signal for said stator coil;
4. The stepping motor driving device according to claim 2, wherein the stepping motor driving device is superimposed on a signal for instructing the start of the current limit value lowering control. 5.
停止、又は、ステータコイルに対する逆電圧の印加を、
ステータコイルに流れる電流値が前記電流制限値下降制
御において下降された値に一致するまでの間において実
行する請求項2〜4のステッピングモータ駆動装置。5. The method according to claim 1, further comprising: stopping application of a voltage to said stator coil or applying a reverse voltage to said stator coil.
5. The stepping motor driving device according to claim 2, wherein the stepping motor driving is performed until the value of the current flowing through the stator coil coincides with the value decreased in the current limit value decreasing control.
イルに流れる電流値を基準値と比較する比較器と、この
比較器の出力信号に基づいてステータコイルに対する電
圧の印加をオン/オフするスイッチング手段と、を設け
た請求項5に記載のステッピングモータ駆動装置。6. A comparator for comparing a current value flowing through a stator coil with a reference value at the time of the current limit value lowering control, and switching for turning on / off application of a voltage to the stator coil based on an output signal of the comparator. 6. The stepping motor drive device according to claim 5, further comprising: means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5663598A JPH11262296A (en) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Stepping motor driving equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5663598A JPH11262296A (en) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Stepping motor driving equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11262296A true JPH11262296A (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=13032794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5663598A Pending JPH11262296A (en) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Stepping motor driving equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11262296A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8191830B2 (en) | 2007-03-05 | 2012-06-05 | Ami Industries, Inc. | Aircraft ejection seat with moveable headrest |
-
1998
- 1998-03-09 JP JP5663598A patent/JPH11262296A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8191830B2 (en) | 2007-03-05 | 2012-06-05 | Ami Industries, Inc. | Aircraft ejection seat with moveable headrest |
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