JPS5999998A - 4相ステツピングモ−タの駆動装置 - Google Patents

4相ステツピングモ−タの駆動装置

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Publication number
JPS5999998A
JPS5999998A JP20824182A JP20824182A JPS5999998A JP S5999998 A JPS5999998 A JP S5999998A JP 20824182 A JP20824182 A JP 20824182A JP 20824182 A JP20824182 A JP 20824182A JP S5999998 A JPS5999998 A JP S5999998A
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JP
Japan
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current
phase
excitation
coil
stepping motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20824182A
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English (en)
Inventor
Akira Nakamoto
中本 晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Shimazu Seisakusho KK filed Critical Shimadzu Corp
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Publication of JPS5999998A publication Critical patent/JPS5999998A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • H02P8/16Reducing energy dissipated or supplied

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は4相ステツピングモータの駆動装置に関する
第1図は4相ステツピングモータの構成を示す。
2相励磁の場合は、第2図に示すようにA相、λ相、B
相、n相と各巻線が順次励磁される。一般Eこステダビ
ングモータでは転移パルスをふやして高速回転を行なう
とモータのインダクタンスの影響で巻線電流が低下しト
ルクが減少する。そのため普通は高電圧と抵抗の挿入に
ょt) L/Rの時定数を小さくする方法が取られてい
るが、この方法では抵抗での電力損失が大きく、トラン
ス価も大きくなり励磁電流の大きいモータでは実用的で
ない。
そこで低速から高速(1〜3000 PPS程度)まで
ごく短時間fこ頻繁に変化させる場合、従来は第3図に
示すような制御回路において高電圧IVl)を印加し各
励磁電流(iA)[iλ)(iB)(目)を抵抗(RI
)に流し、その電流がモータの回転数によらず一定にな
るようにパワートランジスタ(9)を制御するよう暑こ
しtこ駆動装置が使用されている。この駆動装置におい
では常に2相のトータル電流(11)を検出して励磁電
流を制御しかり電標を共通昏こしているため、第4図(
a)〜(eelこ示すよう(こ、パワートランジスタ(
51f6)がONするときは(第・4図(a) (1)
))励磁電流(iA)(in)の立ちLりが遅く、かつ
人相とB相の励磁状態がオーバーラツプしている部分で
は人相ではB相が励磁される前から産J磁されているた
ぬ、パワートランジスタ(5)がOF’Fする時点では
電流が急激に大きくなり(第4図(c)の11は設定電
流の3〜4倍1こなる)、電流波形は理想的な矩形波(
こならず三角波となる(第4図(C1(cl))。また
1つの巻線の励磁終了後にはその巻線に逆起電力のエネ
ルギーが蓄えられるので、これをツェナーダイオード(
11)を通して放出する必要がある。コイルに蓄えられ
るエネルギーは人相ではl L r A/2となり・パ
ワートランジスタ(5,)がOFFする時の瞬時電流値
(iA’1が大きいため、ツェナーダイ詞−ド01)に
おける放出電流(iR)の瞬時電流値(品も大きく放出
時開(ハ)1′)に対してIR×△tはかなり大きな値
昏こなる(第4図(e))。したがって従来の比較的大
きいトルクが出せる4相のステッピングモータを使jT
I して低速から商法まで変化させる場合の駆動装置で
は、昌い電圧を必要とし、かつ励磁電流も大きいことか
らコイルに蓄えられる不必要なエネルギーが大きくなり
、制御回路での消費電力が大きく装置が比較的大きくな
っていた。
この発明は−F記従来の駆動装置でθ)7!1費電力の
大きい欠点を解消するためfこなされたものでJ)す。
制御回路での消費電力を小さく14回転数が変fly。
してもほとんど消費電力が変わらないようにして装置の
小形化を可能とする4相ステツピングモータの、駆動装
置の提供を目的とする。すなわち4相ステツピングモー
タの、4相の励磁コイルを同時に励磁されない2相励磁
コイルずつ2組に分けるとともfこ、電流VJ換用素了
によって各相0)励磁コイル〔こ流れる電流の値と設定
電流、値とを比較器−る比較器と、この比較器の出力に
よって動作するスイ・ノチング素子fこより切換的に各
相の励磁コイルに高電圧ならびに低電圧印加する高市用
電帥および低電圧電綜と、このスイ・ソチング素子に、
I:t)低電圧が印加される時に前記電流切換用素子を
制御して各相の励磁コイル(こ流れる励磁電流を設定電
流値に維拠する各制御Zト、とを設けてなり、前記組分
けした2相の励磁コイルごとに前記励磁電流の制御を行
なうようにしたことを特徴とする4相ステリビングモー
タの駆動装置にかかるものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例である4相ステ
ツピングモータの駆動装置について説明する。
第5図はこの発明の実施例である4相ステツピングモー
タの駆動装置の構成を示す回路図であり。
第6図はその回路における各部の動作波形を示す図であ
る。人相、λ相、B相 、T相の各励磁コイルfi+ 
+21 +3) (41はそれぞれ図示しない順次回路
(201からの信号によって順次高速スイッチングする
パワートランジスタ(5) +6) (71(8)によ
って馬区動されるが、2相励磁方式においてA相と入相
、B相とn相は同時に励磁されることなく2相の電流が
オーバラップすることがないので9人相、入相およびB
相。
n相各々独立に電流制御するように構成されて与)る。
以下人相、人相について説明する。図示しない順次回路
■の信号によってパワートランジスタ(5)のベースに
ON信号が入ると励磁コイル(1)が通電する。励磁コ
イル(1)が通電すると励磁電流(iA)に比例した電
圧が差動増幅器+l0AIIこ入力される。
励磁電流(iA)はコイルのインダクタンスの影響です
ぐには設定電流値(ia) tこならないため、差動増
幅m (l0A)の出力によってパワートランジスタ(
12)がON[、、励磁コイル(1)に高電圧電源15
1が接続されて高電圧i十V 31が印加される。高電
圧電源は電解コンデンサGlfこ充電された高電圧を放
電することによりコイルに印加するよう構成されている
このコンデンサの充電電圧を利用した高電圧1 +V3
 )が印加されると、励磁電光(iA)は急激に立上り
設定電流(ia)に近づく。この立上り時間は非常に短
かくコンデンサ141は小容量で済む。励磁電流(1幻
が設定電流(1a)になるとパワートランジスタ(Iz
がOFFになり、励磁コイル(1)には低電圧帥(lω
が接続され、低電圧f+V21が印加される。その後は
差!lfj増幅器FIOA)によ−・て励磁電流(iA
)が設定m流(ia)になるよう昏こパワートランジス
タ(5)のベース電圧が制御され定電流制御が行なわれ
る。入相のパワートランジスタ(6)が0NLIQiコ
イル(2)か励磁され励磁電流(iAlが流れるときも
同様に差i!t!+増幅器+l0A) 、パワートラン
ジスタQ21が動作し、高電圧(+V:+ 1ならびに
低電圧(4V2 )を励磁コイル(2)に印加I7て定
電副制御が行なわれる。B相、■相についてもiAl様
な電流制御が行なわれるようにパワートランジスタ(7
1(8+が順次回路舛の信号によりON・OFFし、励
磁電流[iB) (iB)についてそのiI−ヒりを早
くして設定電流(1b)になるように差動増幅器(10
81、パワートランジスタ(131が動作シ。
高電圧(−+−V:+ 1ならびに低電圧1 +V2 
)が励磁コイル+31 +4)に印加されるよう構成さ
れている。各相の励磁コイルに蓄えられた逆起電力のエ
ネルギーは従来装置と同様にツェナーダイオード(11
1に放出電流(1R)を流(7て放出される。上記しt
こパワートランジスタ+12+ (13+はON・OF
’F’0)動作のみであり比較的小容量U〕ものを使用
できる。
第6図は上記のように構成されtコA相・入相の制御回
路における各部の動作波形をホず図である。
(イ)は人相にON・OFF  のパルスが印加される
タイミングを承丁。(ロ)は同じく入相について示す。
これらは同時に励磁されることはない。(ハ)は人相お
よび人相の各励磁コイル+1.1 +2+にONのパル
スが印加されるとその直後に差動増幅器+l0A)が動
作し9パワーl−ランジスタロ2)が0N(7コンデン
ザ04)に充電されていた制電圧(■3)が印加される
状態を示す。に)と(羽は励磁電流(IA)と(iX)
が高電圧tV3)を印加され短時間△t+(100μs
以下)間に急激に立上り設定m流(ia) fこ近づき
、設定電流(ialになっL=後は差動増幅器(H)A
)iこより制御されて定電WEを保ち9パルスの印加が
終了すると設定電流(1a)のままOFFになり、はぼ
矩形波となることを示す。(へ)はコイルに蓄えられT
こ不必要なエネルギーがツェナーダイオード(11(で
放出される際の放出直置(IR)の波形を示す。+1x
71はその最大瞬時電流値(△t″)は放出時間を示す
この発明の実施例はに記のよう(こ構成されているので
、同時1こは通電されない2相ごとに分けて互いに独立
して電流制御でき、2相励磁方式において相切換え時に
OFFになる相と他の励磁されrコままの相との励磁電
流が互いにyi1ra!を状態においてオーバラップし
た部分の影響を受けることがなく、ま1こ各相の励磁電
流の立上りの遅れ時間を短かくすることができ、励磁電
流の波形をほぼ矩形波とすることができ・励磁コイルに
誘起される逆起電力の不必要なエネルギーをできるだけ
少なくすることができる。−上記実施例において従来例
と比較するならば第4図(e)のiR′×ΔI’ lこ
対して、第6図(へ)のiRXへi′ をかなり小さく
することができるものである。また励磁電流が設定電流
となった後は低電圧が印加され、励磁電流の定電流制御
用(こ使用されるパワートランジスタの消費電力を小さ
くおさえることができるので、第3図(こ示す従来装置
において2相のトータル電流(11)を検出して制御す
る場合のパワートランジスタ(7)での最大消費電力に
比べ第5図のパワートランジスタf5+ +61+71
 +8)の4つでの最大消費電力を小さくすることがで
きる。
したがってこの発明にがかる4相ステゾピ:/グモータ
の駆動装置は上記したようにその駆動回路fこおいて消
費される電力が非常に小さくなるため・装置の小形化が
図れ安価(こ製作できるものである。
まtコ、この駆動装@によれば高速回転時でも励磁電み
の立上りを早く出来るため、大きいトルクを必要とされ
る場合でもモータのトルクを低速回転時と同等に駆動で
きる。逆起電力を吸収する素子での電力損失が大巾に小
さくなるため高速運転でもさらEこ大きいトルクを出す
事が可能となる。
上記実施例では、2相励磁方式(こついて説明したが、
■−2相励磁万式の場合でも人相・入相およびB相−B
相の巻線も同時に通電されることがないので、この駆動
装置をそのまま使用することができる。
【図面の簡単な説明】
11図は4相ステツピングモータの構成を示す図である
。第2図は2相励磁方式において各相の巻線が順次励磁
されるタイミングを示す説明図である。第3図は従来の
4相ステ・ノビングモータの駆動装置の構成を示す回路
図であり、第4図は第3図における各部の動作波形を示
す説明図で葎)る。 第5図はこの発明の実施例である4相ステリビングモー
タの駆動装置の構成を示す回路図であり。 第6図は第5図における各部の動作波形を示す説明図で
ある。 (1,+ +21 (3) (4)・・・・・・励磁コ
イル、 +51 +61 (7+ f8+・・・・・電
流切換用パワートランジスタ(電流切換用素子)+10
AI+IOB+・・・・・・励磁電流を設定電流と比較
するとともに設定電流に制御する差動増幅器(比較器お
よび制御器をかねる) +121131・・・・−・電源切換えのスイッチング
用パワートランジスタ(スイッチンク素子1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 4相ステッピングモータの、4相の励磁コイルを同時に
    励磁されない2相の励磁コイルずつ2組に分けるととも
    fこ、電流切換用素子によってこの各相の励磁コイルf
    こ流れる励磁電流の値と設定電流値とを比較する比較器
    と、この比較器の出力によって動作するスイッチング素
    子(こより切換的に各相の励磁コイルに高電圧ならびに
    低電圧を印加する高電圧電源および低電圧電源と、この
    スイッチング素子により低電圧が印加される時に前記電
    流切換用素子を制御して各相の励磁コイルに流れる励磁
    電流を設定電流値に維持する各制御器とを設けてなり、
    前記紙分けした2相の励磁コイルごとに独立して前記励
    磁電流の制御を行なうようにしたことを特徴とする4相
    ステツピングモータの駆動装置。
JP20824182A 1982-11-26 1982-11-26 4相ステツピングモ−タの駆動装置 Pending JPS5999998A (ja)

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ID=16552988

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JP20824182A Pending JPS5999998A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 4相ステツピングモ−タの駆動装置

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JP (1) JPS5999998A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157298A (ja) * 1984-12-28 1986-07-16 Shimadzu Corp パルスモ−タ駆動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61157298A (ja) * 1984-12-28 1986-07-16 Shimadzu Corp パルスモ−タ駆動装置

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