JPS5863096A - ステツピングモ−タの駆動装置 - Google Patents
ステツピングモ−タの駆動装置Info
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- JPS5863096A JPS5863096A JP15944381A JP15944381A JPS5863096A JP S5863096 A JPS5863096 A JP S5863096A JP 15944381 A JP15944381 A JP 15944381A JP 15944381 A JP15944381 A JP 15944381A JP S5863096 A JPS5863096 A JP S5863096A
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- JP
- Japan
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- signal
- current
- stepping motor
- steps
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Links
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 101100221537 Bacillus subtilis (strain 168) comK gene Proteins 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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 rotating step by step
- H02P8/32—Reducing overshoot or oscillation, e.g. damping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はステッピングモータの駆動装置、特に複数個の
巻線を備えた多相ステッピングモータの各相に予定され
たシーケンスに従い電流を流し回転子を駆動するように
した駆動装置に関するものである。
巻線を備えた多相ステッピングモータの各相に予定され
たシーケンスに従い電流を流し回転子を駆動するように
した駆動装置に関するものである。
本発明の目的は各相に流す電流を微少の振幅変化で順次
増減せしめ回転子の駆動を階段的でなく連続的に滑らか
に行ってステッピングモータの分解度を高くし振動と騒
音を低減させるようにしたステッピングモータの駆動装
置を得るにある。
増減せしめ回転子の駆動を階段的でなく連続的に滑らか
に行ってステッピングモータの分解度を高くし振動と騒
音を低減させるようにしたステッピングモータの駆動装
置を得るにある。
本発明のステッピングモータ駆動装置は、外部よりの指
令信号に同期し且つその周波数の整数倍の高周波を発生
する周波数逓倍回路と、上記指令信号に従いｌパルス後
に振幅がその全損幅の整数分の１の小振幅で階段状に変
化するステップ信号を発生せしめる機構と、このステッ
プ信号の１ステップ分の振幅を上記周波数逓倍回路で得
た高周波で更にステップ状に細分して変化させる波形成
形部とよシ成り、ステッピングモータの各相に順次通電
する電流の振幅を微少ステップの階段状に制御すること
を特徴とする。
令信号に同期し且つその周波数の整数倍の高周波を発生
する周波数逓倍回路と、上記指令信号に従いｌパルス後
に振幅がその全損幅の整数分の１の小振幅で階段状に変
化するステップ信号を発生せしめる機構と、このステッ
プ信号の１ステップ分の振幅を上記周波数逓倍回路で得
た高周波で更にステップ状に細分して変化させる波形成
形部とよシ成り、ステッピングモータの各相に順次通電
する電流の振幅を微少ステップの階段状に制御すること
を特徴とする。
以下図面に従い従来と本発明によるステッピングモータ
の駆動装置を説明する。
の駆動装置を説明する。
第１図は従来から実施されている４相ステツピングモー
タの固定子と回転子の関係を直線状に展開した配置図で
ある。第１図に於いては１ｏは固定子鉄心でこれには例
えば８個の磁極１０−１〜１０−８が等間隔に設けられ
各磁極には巻線１１−１〜１１−８が夫々設けられ、巻
線１１−１と１１−５．１１−２と１１−６．１１−３
と１１−７．１１−４と１１−８が夫々直列に接続され
この直列接続され夫々各相を形成した巻線群の一端が夫
々端子φ５．φ２．φ８．φ４とに接続され、他端が共
通端子ｃｏｍ Ｋ接続されている。２０ｄ回転子でこれ
には例えば１０個の歯２０−１〜２０−１０が等間隔に
設けられ、空隙を介して固定子の磁極と対向配設されて
いる。
タの固定子と回転子の関係を直線状に展開した配置図で
ある。第１図に於いては１ｏは固定子鉄心でこれには例
えば８個の磁極１０−１〜１０−８が等間隔に設けられ
各磁極には巻線１１−１〜１１−８が夫々設けられ、巻
線１１−１と１１−５．１１−２と１１−６．１１−３
と１１−７．１１−４と１１−８が夫々直列に接続され
この直列接続され夫々各相を形成した巻線群の一端が夫
々端子φ５．φ２．φ８．φ４とに接続され、他端が共
通端子ｃｏｍ Ｋ接続されている。２０ｄ回転子でこれ
には例えば１０個の歯２０−１〜２０−１０が等間隔に
設けられ、空隙を介して固定子の磁極と対向配設されて
いる。
第２図は従来より使用されているステッピングモータの
駆動回路図を示し、３０は指令パルスの入力側端子、３
１け指令パルスに従って４相の駆動回路に順次通電させ
る分配回路、Ａ１−Ａ４は各相の巻線の一方の端子φ、
〜φ４に電流を流す電力増幅器である。第２図の回路で
最も基本的な駆動モードは通電励磁されている相が常に
１相のみである１相励磁の場合である。第１図は前述の
１相１と回転子の歯２０−１が又磁極１ｏ−５と歯２０
−６が整列している。次に端子φ１に対する通電を止め
端子φ、に通電すると磁極１ｏ−２及び１０−６が歯２
ｏ−２と２０−７を夫々吸引して回転子２０を右の方向
へ移動させ角θだけ移動し九ところで磁極１ｏ−２及び
１ｏ−６と歯２゜−２と２０−７とが夫々整列して静止
する。この時の移動角θがこの駆動方式における１ステ
ツプ角となる。更に右側へステップ歩進させるには端子
φ３→φ４→φ８ と通電する相を順次切換えれば切換
える毎に回転子２ｏが１ステツプ角づつ歩進する。
駆動回路図を示し、３０は指令パルスの入力側端子、３
１け指令パルスに従って４相の駆動回路に順次通電させ
る分配回路、Ａ１−Ａ４は各相の巻線の一方の端子φ、
〜φ４に電流を流す電力増幅器である。第２図の回路で
最も基本的な駆動モードは通電励磁されている相が常に
１相のみである１相励磁の場合である。第１図は前述の
１相１と回転子の歯２０−１が又磁極１ｏ−５と歯２０
−６が整列している。次に端子φ１に対する通電を止め
端子φ、に通電すると磁極１ｏ−２及び１０−６が歯２
ｏ−２と２０−７を夫々吸引して回転子２０を右の方向
へ移動させ角θだけ移動し九ところで磁極１ｏ−２及び
１ｏ−６と歯２゜−２と２０−７とが夫々整列して静止
する。この時の移動角θがこの駆動方式における１ステ
ツプ角となる。更に右側へステップ歩進させるには端子
φ３→φ４→φ８ と通電する相を順次切換えれば切換
える毎に回転子２ｏが１ステツプ角づつ歩進する。
ステッピングモータのステップ角θは制御モータとして
の分解度を示し、この分解度は回転子に設けた歯のピッ
チの−であるから分解度を高くずるには歯の数を多く設
ければ良いが工作上の限度：：、１゜ があり無制限に多くすることはできない。現在では歯の
数を５０個設けてｌステップ角θ＝ ３６０゜÷（５０
Ｘ４）＝１．８度を得ているがこれが現状で最も細かい
例である。
の分解度を示し、この分解度は回転子に設けた歯のピッ
チの−であるから分解度を高くずるには歯の数を多く設
ければ良いが工作上の限度：：、１゜ があり無制限に多くすることはできない。現在では歯の
数を５０個設けてｌステップ角θ＝ ３６０゜÷（５０
Ｘ４）＝１．８度を得ているがこれが現状で最も細かい
例である。
然しなからこの１．８度の分解度はステッピングモータ
のある分野における用途、例えばＸ−Ｙプロッタやプリ
ンタ等の応用分野では尚不充分で更に高分解度のステッ
ピングモータが要求されている０ このような用途に答える為にミニステップ駆動という駆
動方式がある。この駆動方式は通電を端子φ、から直接
端子φ２に切り換えるのではなく入力パルスの１パルス
毎に端子φ、に流す電流を小刻みに減少させると共に端
子φ、に対する電流を同様に零から小刻みに増加させ、
終りには端子φ、に対する電流を零とし端子φ、の電流
を定格値とする方式である。このようにすると回転子の
極歯は端子φ、に流れる電流による磁束と端子φ。
のある分野における用途、例えばＸ−Ｙプロッタやプリ
ンタ等の応用分野では尚不充分で更に高分解度のステッ
ピングモータが要求されている０ このような用途に答える為にミニステップ駆動という駆
動方式がある。この駆動方式は通電を端子φ、から直接
端子φ２に切り換えるのではなく入力パルスの１パルス
毎に端子φ、に流す電流を小刻みに減少させると共に端
子φ、に対する電流を同様に零から小刻みに増加させ、
終りには端子φ、に対する電流を零とし端子φ、の電流
を定格値とする方式である。このようにすると回転子の
極歯は端子φ、に流れる電流による磁束と端子φ。
に流れる電流による磁束の両方の磁力を受けて回転する
から回転子の位置は端子φＩを有する巻線１１−１の巻
かれた磁極１Ｇ−１と端子φ、を有する巻＠１１−２の
巻かれた磁極１ｏ−２の中間の位置をとることができ、
電流の変化をｎステップで変化させれば１ステツプ角θ
の１／ｎの分解度が得られることになる。このなめステ
ップ数ｎを多くすることが種々考案されマイクロコンピ
ュータの応用や、専用Ｌ８（−Ｉによりステップ数ｎを
増加する努力が重ねられている。然しなからステップ数
ｎｆ増加するとマイクロコンピュータの処理速度に＠麿
がある為応答速度を低くする′必要が生ずるという欠陥
がある。例えばクロック周波数ＩＭＨｚで８ビツトのマ
イクロコンピュータで制御するものとするとこの種のコ
ンピュータのマシンサイクルは１０ステップ程度である
から１ビツトの処理時間が１０′μｓ・Ｃを要し８ビツ
トであるから１語の処理に要する時間は８０μＩＩｅｃ
必要となる。従ってこのマイクロコンピュータで制御で
きる繰シ返し周波数は１／８０ （μｕｓｅ） ＝ １
２．５ ＫＨＩ となる。
から回転子の位置は端子φＩを有する巻線１１−１の巻
かれた磁極１Ｇ−１と端子φ、を有する巻＠１１−２の
巻かれた磁極１ｏ−２の中間の位置をとることができ、
電流の変化をｎステップで変化させれば１ステツプ角θ
の１／ｎの分解度が得られることになる。このなめステ
ップ数ｎを多くすることが種々考案されマイクロコンピ
ュータの応用や、専用Ｌ８（−Ｉによりステップ数ｎを
増加する努力が重ねられている。然しなからステップ数
ｎｆ増加するとマイクロコンピュータの処理速度に＠麿
がある為応答速度を低くする′必要が生ずるという欠陥
がある。例えばクロック周波数ＩＭＨｚで８ビツトのマ
イクロコンピュータで制御するものとするとこの種のコ
ンピュータのマシンサイクルは１０ステップ程度である
から１ビツトの処理時間が１０′μｓ・Ｃを要し８ビツ
トであるから１語の処理に要する時間は８０μＩＩｅｃ
必要となる。従ってこのマイクロコンピュータで制御で
きる繰シ返し周波数は１／８０ （μｕｓｅ） ＝ １
２．５ ＫＨＩ となる。
このマイクロコンピュータでステップ数ｎ＝１６のミニ
ステップ駆動を制御することにすると最大の応答周波数
は１２．５（ＫＨｚ）÷１６＋７８１Ｈｚ となシ応
答速度が低下することが判る。
ステップ駆動を制御することにすると最大の応答周波数
は１２．５（ＫＨｚ）÷１６＋７８１Ｈｚ となシ応
答速度が低下することが判る。
本発明は上述のような従来技術の欠陥を改善し簡単な構
成でステップ数を増加し、しかも応答速度を高くするこ
とのできるステッピングモータの駆動装置を提供するも
のである。
成でステップ数を増加し、しかも応答速度を高くするこ
とのできるステッピングモータの駆動装置を提供するも
のである。
第３図は本発明装置による駆動装置の一実施例を示すブ
ロック図、第４図は第３図の各部Ａ、Ｄ〜Ｊの点の電流
波形を示すタイミングチャートである０ 第３図において１は外部信号源、２は外部信号源１より
のパルス信号Ａに同期したこれより整数倍の高周波を発
生させる、−例として位相比較器２−１とり、Ｐ、Ｆ、
（ローパスフィルタ）２−２とＶ、Ｃ，Ｏ，（電圧制御
発振器）２−３とリングカウンタ２−４から構成されて
いる周波数逓倍回路で、この周波数逓倍回路２はＰ、Ｌ
、Ｌ、（フェーズロックドループ）として良く知られた
回路で、外部信号源１よりのパルス信号人のパルスが１
．２，３゜４と１個加わる毎にＶ、Ｃ，０，２−３でパ
ルス信号ＡＫ同期した整数倍のパルス出力りを作シ、一
方リングカウンタ２−４で整数分の１に分局された出力
Ｅが位相比較器２−１で比較されて常に外部信号源１か
らのパルス信号人に同期した出力りがＶ、Ｃ，０，２−
３から得られるようにするものである。Ｖ、Ｃ，０，２
−３の出力はリングカウンタで構成した分局器を有する
信号制御部３によりそれぞれ１／２に分周して出カフ
ｔ Ｆ２ ＋ Ｆｓ ｋ作り、これを電流制御信号形成
部４に加える。
ロック図、第４図は第３図の各部Ａ、Ｄ〜Ｊの点の電流
波形を示すタイミングチャートである０ 第３図において１は外部信号源、２は外部信号源１より
のパルス信号Ａに同期したこれより整数倍の高周波を発
生させる、−例として位相比較器２−１とり、Ｐ、Ｆ、
（ローパスフィルタ）２−２とＶ、Ｃ，Ｏ，（電圧制御
発振器）２−３とリングカウンタ２−４から構成されて
いる周波数逓倍回路で、この周波数逓倍回路２はＰ、Ｌ
、Ｌ、（フェーズロックドループ）として良く知られた
回路で、外部信号源１よりのパルス信号人のパルスが１
．２，３゜４と１個加わる毎にＶ、Ｃ，０，２−３でパ
ルス信号ＡＫ同期した整数倍のパルス出力りを作シ、一
方リングカウンタ２−４で整数分の１に分局された出力
Ｅが位相比較器２−１で比較されて常に外部信号源１か
らのパルス信号人に同期した出力りがＶ、Ｃ，０，２−
３から得られるようにするものである。Ｖ、Ｃ，０，２
−３の出力はリングカウンタで構成した分局器を有する
信号制御部３によりそれぞれ１／２に分周して出カフ
ｔ Ｆ２ ＋ Ｆｓ ｋ作り、これを電流制御信号形成
部４に加える。
一方パルス信号Ａが１パルス加わる毎に振幅がステップ
状に変化するステップ１信号Ｇの発生部５と、ステップ
１信号Ｇより１パルス分だけ変化のおくれたステップ２
信号Ｈを発生する発生部６により発生したステップｌ信
号Ｇ及びステップ２信号Ｈを上記電流制御信号形成部４
に加え、前記ステップ信号Ｇ及びＨの１ステツプ分の振
幅を上記周波数逓倍回路２の出力りの周波数で更に細か
いステップに従って変化させ、ステップ信号のステップ
周波数をＳｌ、周波数逓倍回路２の周波数をＳ、とする
とＳ、 Ｘ Ｓ、のステップ数で増減する電流制御信号
Ｉを作る。次にステッピングモータの巻線に通電する順
序を決める分配回路７で４相の巻線に対する励磁のシー
ケンスＪｄＩ−Ｊφ番を作りＪφＩｅＪφ２の相の電流
工φ、とＩ１６を及びＩφ、と工φ４を上記制御信号Ｉ
で制御し電流帰還制御した電流値帰還式励磁回路８を介
してステッピングモータ９を駆動するようにする。
状に変化するステップ１信号Ｇの発生部５と、ステップ
１信号Ｇより１パルス分だけ変化のおくれたステップ２
信号Ｈを発生する発生部６により発生したステップｌ信
号Ｇ及びステップ２信号Ｈを上記電流制御信号形成部４
に加え、前記ステップ信号Ｇ及びＨの１ステツプ分の振
幅を上記周波数逓倍回路２の出力りの周波数で更に細か
いステップに従って変化させ、ステップ信号のステップ
周波数をＳｌ、周波数逓倍回路２の周波数をＳ、とする
とＳ、 Ｘ Ｓ、のステップ数で増減する電流制御信号
Ｉを作る。次にステッピングモータの巻線に通電する順
序を決める分配回路７で４相の巻線に対する励磁のシー
ケンスＪｄＩ−Ｊφ番を作りＪφＩｅＪφ２の相の電流
工φ、とＩ１６を及びＩφ、と工φ４を上記制御信号Ｉ
で制御し電流帰還制御した電流値帰還式励磁回路８を介
してステッピングモータ９を駆動するようにする。
尚この場合にステップ信号Ｇ、Ｈの発生部５゜６と電流
制御信号形成部４と電流帰還制御の電流値帰還式励磁回
路８はＪｉ、 、 、ｒφ、相とＪφ、ＩＪφ。
制御信号形成部４と電流帰還制御の電流値帰還式励磁回
路８はＪｉ、 、 、ｒφ、相とＪφ、ＩＪφ。
相に各１組計２組必要とする。
第４図に示すタイミングチャートでは、繁雑をさけるた
めに外部信号源１からのパルス信号Ａに対し周波数逓倍
回路２の出力りが８倍に、又ステップ信号Ｇ及びＨが３
ステツプで全振幅を分割しているようになっており電流
制御信号形成部４の出カニは３ｘｇ＝２４ステップで全
損＠を分割するように示しであるが、例えばステップ信
号の分割数を１６とし周波数の逓倍数を８とし全ステッ
プ数を８ Ｘ １６ ＝ １２８ステツプで巻線電流を
制御すれば回転子の運動は極めて滑らかとなり、ステッ
ピングモータ特有の振動騒音をほとんど発生しない。し
かも外部信号としては単列パルスで良いからこれを発生
せしめるのに必要なビット数が僅かで良い。例えばステ
ップ信号の分割数を１６とし応答周波数を１５００ ｐ
ｐｍとしても所要周波数は１．５ Ｘ １６ ＝ ２４
ＫＨｚ と低い周波数で良いので更に高速度で駆動す
ることが容易にできる。
めに外部信号源１からのパルス信号Ａに対し周波数逓倍
回路２の出力りが８倍に、又ステップ信号Ｇ及びＨが３
ステツプで全振幅を分割しているようになっており電流
制御信号形成部４の出カニは３ｘｇ＝２４ステップで全
損＠を分割するように示しであるが、例えばステップ信
号の分割数を１６とし周波数の逓倍数を８とし全ステッ
プ数を８ Ｘ １６ ＝ １２８ステツプで巻線電流を
制御すれば回転子の運動は極めて滑らかとなり、ステッ
ピングモータ特有の振動騒音をほとんど発生しない。し
かも外部信号としては単列パルスで良いからこれを発生
せしめるのに必要なビット数が僅かで良い。例えばステ
ップ信号の分割数を１６とし応答周波数を１５００ ｐ
ｐｍとしても所要周波数は１．５ Ｘ １６ ＝ ２４
ＫＨｚ と低い周波数で良いので更に高速度で駆動す
ることが容易にできる。
第１図は従来のステッピングモータの固定子と回転子の
関係を直線状に展開した配置図、第２図は従来のステッ
ピングモータの駆動回路図、第３図は本発明装置のブロ
ック図、第４図はその各部の信号の波形を示すタイミン
グチャートである。 １・・・外部信号源、２・・・周波数逓倍回路、２−１
・・・位相比較器 ２−２−Ｉ、、 Ｐ、 Ｆ、、２−
３ ・Ｖ、Ｃ，０゜３・・・信号制御部、４・・・電流
制御信号形成部、５゜６・・・発生部、７・・・分配回
路、８・・・電流値帰還式励磁回路、９・・・ステッピ
ングモータ。
関係を直線状に展開した配置図、第２図は従来のステッ
ピングモータの駆動回路図、第３図は本発明装置のブロ
ック図、第４図はその各部の信号の波形を示すタイミン
グチャートである。 １・・・外部信号源、２・・・周波数逓倍回路、２−１
・・・位相比較器 ２−２−Ｉ、、 Ｐ、 Ｆ、、２−
３ ・Ｖ、Ｃ，０゜３・・・信号制御部、４・・・電流
制御信号形成部、５゜６・・・発生部、７・・・分配回
路、８・・・電流値帰還式励磁回路、９・・・ステッピ
ングモータ。
Claims (1)
- （１）外部よりの指令信号に同期し且つその周波数の整
数倍の高周波を発生する周波数逓倍回路と、上記指令信
号に従い１パルス後に振幅がその全振幅の整数分の１の
小振幅で階段状に変化するステップ信号を発生せしめる
機構と、このステップ信号の１ステップ分の振幅を上記
周波数逓倍回路で得た高周波で更にステップ状に細分し
て変化させる波形成形部とより成り、ステッピングモー
タの各相に順次通電する電流の振幅を微少ステップの階
段状に制御することを特徴とするステッピングモータの
駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15944381A JPS5863096A (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | ステツピングモ−タの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15944381A JPS5863096A (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | ステツピングモ−タの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863096A true JPS5863096A (ja) | 1983-04-14 |
Family
ID=15693860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15944381A Pending JPS5863096A (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | ステツピングモ−タの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451866A (en) * | 1987-08-24 | 1989-02-28 | Konishiroku Photo Ind | Picture reader |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50158819A (ja) * | 1974-06-14 | 1975-12-23 |
-
1981
- 1981-10-08 JP JP15944381A patent/JPS5863096A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50158819A (ja) * | 1974-06-14 | 1975-12-23 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451866A (en) * | 1987-08-24 | 1989-02-28 | Konishiroku Photo Ind | Picture reader |
| JPH0681229B2 (ja) * | 1987-08-24 | 1994-10-12 | コニカ株式会社 | 画像読取装置 |
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