JPS5930639Y2 - パルスモ−タ駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、パルスモータの駆動回路に関する。

パルスモータを駆動する場合、回転が高速になるにつれ
てモータコイルのインピーダンスが上昇する。

このためモータコイルに流れる電流が減少し結果として
トルクが減少してしまう。

このような不具合を無くすため、モータの回転が高速に
なってもトルクが低下しないように、モータを定電流で
駆動することが行われる。

第１図は、このような定電流駆動の一例を示す図である
。

第１図のａは低速時における駆動パルスの電圧及び電流
波形を、ｂは高速時における電圧及び電流波形を示して
いる。

ｂ図をみるとわかるように、高速になるとパルスの振幅
が大きくなってパルス−周期あたりの電流量をａ図に示
す場合と同一に保っている。

従って、トルクは高速時においても低下することはない
。

ところが、モータコイルの誘導性のために高速になるに
従って電流波形の位相が電圧波形のそれよりも遅れてく
る。

ｂ図のＡθは、このようにして遅れた電流の電圧に対す
る位相差を示している。

モータの回転子の位置は電流によって定まるのでこの回
転子は電気的に指定された位置（電圧波形によって示さ
れる位置）よりも前記位相差４０分だけ遅れることにな
る。

第２図は、モータの歯のピッチをＰとしたときのコイル
に流すパルス電流の周波数と、この電流波形が電圧波形
から遅れる量δとの関係を示す図である。

横軸にコイル電流の周波数を、縦軸に遅れ量δを示して
いる。

また、同図に示すｆｏはコーナー周波数で、モータコイ
ルの抵抗をＲ１インダクタンスをＬとすると次式で表わ
される。

同図よりわかるように、遅れ量δはコイル電流周波数が
ｆｏのときＰ／Ｓで、更に周波数が増大するに従って増
加しその値は最大Ｐ／４となる。

パルスモータを直線運動だけさせるような一次元的使用
の場合は前記遅れ量δは殆んど問題になることはない。

ところが、パルスモータを２次元的に使用させようとす
ると問題がおきる。

第３図は、パルスモータを用いて例えば移動系を１点Ｐ
１から他の１点Ｐ２まで移動させた場合の移動軌跡を示
す図である。

図中において、直線ｌは電気的に指定された軌跡即ち理
想的軌跡であり、曲線１１．１２は実際の軌跡である。

理想軌跡ｌの任意の一点Ｐに対して、この点に対応する
実際の通過点は、点ＰよりＸ方向にＪＸ、Ｙ方向に、Ｊ
Ｙだけ遅れた曲線１１上の点ｙである。

前記遅れ量ＪＸ、、！（Ｙが移動速度にそれぞれ比例す
るとすれば、前記通過点ｙはＰに若干遅れて常に理想軌
跡ｌ上に乗ることになって、前述した一次元的使用の場
合と同様特に問題はない。

ところが、遅れ量ＡＸ、ＡＹは第２図に示す特性曲線よ
りわかるように移動速度と比例しない。

従って、実際は、第３図の４１及び１２に示すようにｌ
よりもずれた曲線となっている。

なお、曲線ｌ、は往路の、１２は復路の軌跡を示す。

第２図に示す遅れ量δは、第３図においては、理想軌跡
からのずれとしてあられれる。

このような理想直線からのずれδは、前述したコイル電
流周波数ｆがコーナー周波数ｆｏに対して大きくなれば
なる程大きくなる。

第４図はこの様子を示したものである。

縦軸にずれδを、横軸に軌跡がＸ軸となす傾き角をとっ
である。

同図において、コイル電流周波数ｒがコーナー周波数ｆ
ｏの５倍の場合と１０倍の場合についてそれぞれ示しで
ある。

また同図から、ｆのｆｏに対する倍率が大きくなる程ず
れδの最大値は傾き角の小さい方へ即ち軌跡が水平に近
づく方へ移行していることがわかる。

このずれδは、Ｘ−ＹプロッタやＮＣマシン等でＰｌ、
２２間を往復した場合には２δとなり、ｆ＝＝５ｆｏの
場合は２δの最大値０．１６Ｐ、 ｆ−＝１０ ｆｏ
の場合２δの最大値０．２６Ｐとなり無視できない値と
なる。

本考案は、このような点に鑑みてなされたもので、位相
遅れによる位置誤差のないパルスモータ駆動回路を実現
したものである。

以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第５図は、本考案の一実施例を示す電気的接続図である
。

同図において、１は並列データを発生するデータ発生器
である。

データ発生器としては例エバマイクロコンピュータやパ
ターンジェネレータ等が用いられる。

外部よりシリアルデータを受けるような場合は、データ
発生器内部でカウンタ等を用いて並列データに変換して
やる必要がある。

２は、前記データ発生器１の出力データと補助データ発
生器７の出力データを受けてこれら両者のデータを加算
する加算器である。

３は、前記加算器２の出力を受けて対応する番地に格納
されているデータを出力するメモリである。

このメモリの具体的構成は例えば第６図に示すようなも
のである。

例えば、モータが４相のパルスで動作するものである場
合に、該モータを１ステツプ進めるのに同図すに示すよ
うなＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄなるパルスが必要であるとする。

メモリには同図ａに示すようなデータを格納しておく。

加算器２よりアドレスデータが入力されると対応する番
地に格納されているデータが出力される。

ここで加算器２のアドレスを一定周期ごとに変化させる
とメモリ３の出力も一定周期で変化し、結果的に同図す
に示すようなパルスが発生することになる。

４は、前記メモリの出力を受けてパルスモータを駆動す
るモータ駆動回路で例えば前述した定電流駆動回路が用
いられる。

５は、前記モータ駆動回路４の出力を受けるパルスモー
タである。

６は、前記パルスモータ５に緊着してこのモータの回転
速度を検出する速度検出器である。

７は、前記速度検出器６の出力を受けて、前述したずれ
δが０になるように補助データを前記加算器２に出力す
る補助データ発生器である。

データ発生器１、加算器２、メモリ３、モータ駆動回路
４及びパルスモータ５はデータパルスで互いに直列に接
続され、速度検出器６から補助データ発生器７への結線
及び補助データ発生器７から加算器２に接続されるデー
タバスとで構成される回路は帰還回路を成している。

このように構成された回路の動作を以下に説明する。

スタートと同時に、データ発生器１はデータＰ１を発生
する。

このとき補助データ発生器７の出力Ｐ２はまだ０である
。

従って加算器２の出力にはデータ発生器１の出力Ｐ１が
そのまま現れる。

メモリ３は加算器２の出力を受けて対応する番地に格納
されているデータを出力する。

モータ駆動回路４は前記メモリ３の出力データを受けて
パルスモータ５の各相ごとのコイルを駆動する。

データ発生器１は、一定周期ごとに少しずつ相を異なら
せたテ゛−夕を出力しているので、パルスモータ５は多
相励磁による動作を行う。

いま、モータの１ステツプを仮りにＰ／１０とする。

第７図は、前述したずれδが１ステツプ分（Ｐ／１０
）或いは２ステツプ分（２Ｐ／Ｉ Ｏ）になったときの
対応するコイル電流周波数ｆを示す図である。

δ＝Ｐ／１０のときｆは０．７３ｆｏ１ δ＝２Ｐ／１
０のときｆは３．０８ｆｏである。

逆に言えば、コイル電流周波数ｆが０．７３ｆｏになっ
たら１ステツプ分の、ｆが３．０８ｆｏになったら２ス
テップ分のずれが生じることになる。

従って、パルスモータ５の動作部に速度検出器６を緊着
させておき、コイル電流周波数ｆが０．７３ｆｏを超え
たら移動系をＰ／１０だけ進めるように、ｆが３．０８
ｆｏを超えたら移動系を２Ｐ／１０だけ進めるように補
助データ発生器７より補助データＰ２を出力してやる。

補助データＰ２とテ゛−タ発生器１の出力データＰ１と
が加算器２で加算され、Ｐ１＋Ｐ２がメモリ３に入る。

メモリ３はＰ１＋Ｐ２に対応した番地のデータを出力し
結果としてパルスモータは移動系を所望の値だけ進める
ことができる。

このような制御を行うことにより第３図に示すＶ点はＰ
／１０の範囲即ち１ステップ以内の誤差でＰ点に一致す
るようになる。

なお、第５図の速度検出器６の速度検出の方法としては
、モータコイルの両端にかかる電圧が速度によって大き
く変化するのでこのモータコイルの両端の電圧変化から
速度を求める方法や、モータの速度に比例したパルスを
発生させるようにしてこのパルスを数えて速度を求める
方法等が考えられる。

以上、詳細に説明したように、本考案によれば位相遅れ
による位置誤差の生じないパルスモータ駆動回路を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、定電流駆動によるパルスモータの電圧、電流
波形を示す図である。 第２図、第４図、第７図はパルスモータの特性曲線を示
す図である。 第３図は移動系の移動軌跡を示す図である。 第５図は本考案の一実施例を示す電気的接続図、第６図
は第５図に示すメモリの構成を示す図である。 １・・・・・・データ発生器、２・・・・・・加算器、
３・・・・・・メモリ、４・・・・・・モータ駆動回路
、５・・・・・・パルスモータ、６・・・・・・速度検
出器、７・・・・・・補助データ発生器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. パルスモータの駆動回路において、データ発生器、補助
   データ発生器、前記データ発生器及び補助データ発生器
   のそれぞれの出力データを受ける加算器、前記加算器の
   出力を受けるメモリ、前記メモリの出力を受けるモータ
   駆動回路、前記モータ駆動回路により駆動されるパルス
   モータに接続された速度検出器、前記速度検出器の出力
   を受ける前記補助データ発生器とにより構成されたこと
   を特徴とするパルスモータ駆動回路。