JPS60131097A - Rotation detector of stepping motor - Google Patents

Rotation detector of stepping motor

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Publication number
JPS60131097A
JPS60131097A JP23810983A JP23810983A JPS60131097A JP S60131097 A JPS60131097 A JP S60131097A JP 23810983 A JP23810983 A JP 23810983A JP 23810983 A JP23810983 A JP 23810983A JP S60131097 A JPS60131097 A JP S60131097A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
winding
rotor
stepping motor
detection
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23810983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kondo
康宏 近藤
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP23810983A priority Critical patent/JPS60131097A/en
Publication of JPS60131097A publication Critical patent/JPS60131097A/en
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
    • H02P8/34Monitoring operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To effectively detect the rotation of a stepping motor and to reduce the cost by detecting the rotation by providing a detecting winding on a stator. CONSTITUTION:A detecting winding 6 is wound to wound an exciting main winding 10. Whether the rotor 5a of a permanent magnet type stepping motor is rotated or not is detected by the winding 6. The voltage waveform C of the winding 6 is integrated by an integrator 7. The output waveform D of the integrator 7 is high when a rotor is normally rotated, and becomes low value when rotated erroneously. Accordingly, when this is compared by a voltage comparator 8, the pulse output E is outputted only when the rotor normally rotates.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 各種機器へのマイクロコンピュータの利用の増大と共に
、ステッピングモータも大幅に利用されている。% v
c”I3務器分野の自動車用などに多く使われている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION With the increasing use of microcomputers in various industrial applications, stepping motors are also being used extensively. %v
It is widely used in automotive applications in the field of ``I'' controllers.

本発明はこれ等のいづれの分野にも利用することが可能
なステッピングモータに関するものである。
The present invention relates to a stepping motor that can be used in any of these fields.

従来例の構成とその問題点 ステッピングモータは、入力信号に対して一定角度もし
くは一定距離の移動を行うモータである。
Conventional Structure and Problems A stepping motor is a motor that moves at a fixed angle or a fixed distance in response to an input signal.

従って制御対象の位置決めを、開ループ制御で行うこと
ができる。これがステッピングモータの最大の特色であ
り、マイクロプロセッサ等により任意のステップ数の制
御パルスを出ぜば、モータから何らかのフィードバック
をかけることなく制御対象の位置決めができるところか
ら、マイクロプロセッサ−の急激な普及と共にステッピ
ングモータも大量に使用されるようになっている。
Therefore, the positioning of the controlled object can be performed by open loop control. This is the greatest feature of stepping motors, and by issuing control pulses with an arbitrary number of steps using a microprocessor, it is possible to position the object to be controlled without any feedback from the motor, which is why microprocessors have become rapidly popular. At the same time, stepping motors are also being used in large quantities.

さて前述したように、開ループ制御で位置決め制御がで
きるという点がステッピングモータの最大の特色である
が、反面フィードバンクがない為に、誤動作を一度でも
した場合は以後の位置決めは全てこの誤動作による誤差
を含んだものに4二つてし甘う。この点を改善する方法
としては従来から、モータに光学式エンコーダを組込ん
で回119、子位置のフィードバックをかける方式が用
いられてきた。これを第1図に示す。この方式によれば
、回転子の静止位置と同一か、もしくは一定のずれを持
たせて出力がでる位置にエンコーダの円板1にスリット
2を設け、これを発光素子3と受光素子4とで検出L、
ステッピングモータ5の回転子位置を検出している。こ
の方法では、回転子の各静位置と1対1に対応した位置
検出が可能であるから、位置検出手法としては極めて確
実度の高いものである。しかしながら、ステッピングモ
ータの回転子の運動は第2図(a)に示す様に、オーバ
ーシュートラ<9返すのが一般的であり、このとき前述
の受光素子4にはこれに対応したパルス例が第2図(b
)に示すように出てくる。これを正常な位置検出パルス
として使用する為には、正逆転の一組のパルスは有効な
位置信号でないとしてこれを除去する機能が必要であり
、このために発光、受光素子を2組設は正逆転を区別す
ること及びこれを処理する論理回路が必要となる。従っ
て検出用円板を取付け、これに設けたスリット2の位置
と回転子の静止位置とを位置決めする必要のあることと
共に、前述の機能を加える必要がありコストの面で不利
な方法となっている。
As mentioned above, the greatest feature of stepping motors is that positioning can be controlled using open-loop control, but on the other hand, since there is no feed bank, if a malfunction occurs even once, all subsequent positioning will be caused by this malfunction. I'm too lazy to accept something that contains errors. Conventionally, as a method to improve this point, a method has been used in which an optical encoder is incorporated into the motor and feedback of the child position is applied. This is shown in FIG. According to this method, a slit 2 is provided in the disc 1 of the encoder at a position where the output is output at the same position as the rest position of the rotor or with a certain deviation, and the slit 2 is connected to the light emitting element 3 and the light receiving element 4. detection L,
The rotor position of the stepping motor 5 is detected. With this method, it is possible to detect a position in one-to-one correspondence with each static position of the rotor, so it is an extremely reliable position detection method. However, as shown in FIG. 2(a), the motion of the rotor of a stepping motor is generally such that the overshoot is less than 9, and in this case, the above-mentioned light receiving element 4 has a pulse example corresponding to this. Figure 2 (b
) appears as shown. In order to use this as a normal position detection pulse, it is necessary to have a function that removes a set of forward and reverse pulses as they are not valid position signals, and for this purpose it is necessary to install two sets of light emitting and light receiving elements. It is necessary to distinguish between forward and reverse, and a logic circuit to process this. Therefore, it is necessary to attach a detection disk and determine the position of the slit 2 provided therein and the resting position of the rotor, and it is also necessary to add the above-mentioned functions, which is a disadvantageous method in terms of cost. There is.

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、モータの
外部に検出器を取付けることなく、寸だ信号処理の為の
回路も簡単なもので回転子の誤動作を検出し、位置決め
制御の確実さを改善するステッピングモータの回転検出
装置全提供することを目的とする。
Purpose of the Invention The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and detects malfunctions of the rotor and performs positioning without installing a detector outside the motor and with a simple circuit for signal processing. The object of the present invention is to provide a rotation detection device for a stepping motor that improves control reliability.

発明の構成 本発明は永久磁石型ステッピングモータの固定子に設け
られた検出巻線と積分回路と電圧もしくは電流比較回路
とを設けたものであり、これによりモータの誤動作を検
出することにより@実な位置決め制御をすることができ
るものである0実施例の説明 次に本発明の実施例と第3図にもとづいて説明する。第
3図において、51Lは永久磁石型ステッピングモータ
の回転子で、永久磁石を構成要素とfる。6は該ステッ
ピングモータV(設けられた検出用巻線、7は積分回路
、8は電圧比較111路である。
Structure of the Invention The present invention includes a detection winding, an integration circuit, and a voltage or current comparison circuit provided on the stator of a permanent magnet stepping motor. Description of Embodiment 0, Which Can Perform Positioning Control Next, an embodiment of the present invention will be described based on an embodiment of the present invention and FIG. 3. In FIG. 3, 51L is a rotor of a permanent magnet type stepping motor, which has a permanent magnet as a component. 6 is the stepping motor V (a detection winding provided therein), 7 is an integrating circuit, and 8 is a voltage comparison circuit 111.

第4図に検出巻線6の実施例を示す。第4図において、
9は励磁用主巻線10を巻付けるための巻枠で、検出巻
線6も巻付けられている。この検出巻線6は第5図に示
すタイプの永久磁石型ステッピングモータに実施したも
ので、第5図において11a、11bは第4図に示した
励磁用主巻線1oである固定子巻線の5aは回転子の永
久磁石部分である。又、12は回転子軸、132L、1
3b14已、14bはヨーク、16は取付板、16は軸
受固定板、17a、1了すは軸受メタルである。
FIG. 4 shows an embodiment of the detection winding 6. In Figure 4,
Reference numeral 9 denotes a winding frame for winding the excitation main winding 10, around which the detection winding 6 is also wound. This detection winding 6 is implemented in a permanent magnet type stepping motor of the type shown in FIG. 5, and in FIG. 5a is a permanent magnet portion of the rotor. Also, 12 is the rotor shaft, 132L, 1
3b and 14, 14b is a yoke, 16 is a mounting plate, 16 is a bearing fixing plate, and 17a and 1 are bearing metals.

以上のように構成された本実施例について以下その動作
を説明する。第6図に本実施例における谷部電圧波形を
示す。固定子巻線11a側に検出巻線6が設けられてい
るとき、同定子巻線112Lに第6図Aに示す励磁パル
スを、固定子巻線11bにBi印加すると、回転子が正
常回転しているときは検出巻線6に、Cに示す電圧波形
が発生する〇この電圧波形Cv?−は回転子に含まれる
永久磁石6&の発電による正弦波状の基本波と共に、励
磁パルス人の立上りで発生する過渡現象による電圧C1
と同パルスの立下りで発生する電圧C2とが含捷れる。
The operation of this embodiment configured as above will be described below. FIG. 6 shows the valley voltage waveform in this example. When the detection winding 6 is provided on the stator winding 11a side, if the excitation pulse shown in FIG. 6A is applied to the identifier winding 112L and Bi is applied to the stator winding 11b, the rotor will rotate normally. When the voltage waveform shown in C is generated in the detection winding 6, this voltage waveform Cv? - is the voltage C1 due to the transient phenomenon that occurs at the rise of the excitation pulse along with the sinusoidal fundamental wave generated by the power generation of the permanent magnet 6 & included in the rotor.
and the voltage C2 generated at the falling edge of the same pulse.

この電圧C1と02とは回転子の回転とは無関係に発生
するが、正弦波状の基本波は回転子が正常回転しなかっ
たときは波高値が変化する。
These voltages C1 and 02 are generated regardless of the rotation of the rotor, but the peak value of the sinusoidal fundamental wave changes when the rotor does not rotate normally.

通常のステッピングモータの誤動作は、過負荷や共振等
によシ回転子が回転できなくなることにより発生するの
で、該正弦波の波高値は低下する。
Malfunctions of normal stepping motors occur when the rotor cannot rotate due to overload, resonance, etc., so the peak value of the sine wave decreases.

従って検出巻線の電圧波形Cf積分回路7によって積分
すれば、Dで示す積分回路7の出力波形は回転子か正常
回転しているときは高く、1具!l111作していると
きは低い値となる。従ってこれを電f、lE J−し較
回路8によって比較すれは、回転子が正常に運動した場
合のみパルス出力Ei出力することができる。この出力
Ei誤動作検出信号としてマイクロプロセッサ−等によ
って、誤動作検出信号を読みとればステッピングモータ
が正常回転しているかどうか知ることができる。誤動作
を検出した場合は、位置決めの再設定を行えばこの誤動
作による影響を除去できる。再設定の方法としてklニ
ak jlil+御物に機械的なストッパーを設けてお
き、ことV(至るのに十分なパルスをステッピングモー
タに供給すればよい。
Therefore, if the voltage waveform of the detection winding Cf is integrated by the integrator circuit 7, the output waveform of the integrator circuit 7, indicated by D, will be high when the rotor is rotating normally; The value is low when 111 is being produced. Therefore, by comparing this with the voltage f, lE J by the comparison circuit 8, it is possible to output a pulse output Ei only when the rotor moves normally. If the malfunction detection signal output Ei is read by a microprocessor or the like, it can be determined whether the stepping motor is rotating normally. If a malfunction is detected, the influence of this malfunction can be removed by resetting the positioning. As a method of resetting, it is sufficient to provide a mechanical stopper to the kl ni ak jlil + device and supply sufficient pulses to the stepping motor to reach the value V (kl ni ak jlil +).

正常回転しているかどうかの判定方法としては電圧比較
回路8の出力信号Eの立上シでハイレベルになり励磁パ
ルスBの立下りでロウレベルになる信号Fを作って各励
磁パルスA、Bの立上りの直前に信号Fがバインベルか
否かを判別すれば、ステッピングモータの誤動作検出が
できる。
The method for determining whether the rotation is normal is to create a signal F that goes high when the output signal E of the voltage comparison circuit 8 rises and goes low when the excitation pulse B falls. If it is determined whether the signal F is a Bein Bell immediately before the rising edge, it is possible to detect a malfunction of the stepping motor.

また別の方法としては励磁パルスAの立上りの直前で信
号Eがハイレベルか否かを判断してもよい。
Alternatively, it may be determined whether the signal E is at a high level immediately before the excitation pulse A rises.

またマイクロプロセツサのプログラムの煩雑さをさける
ために各励[I好パルス14.15を切換える直前に必
ず信号Eを検査したい場合は、信号Eが4回以上連続し
てロウレベルだったとき、モータの誤動作が発生したと
判断するようにしてもよい。なお第3図における電圧比
較回路8にヒステリシス特性を持たせ、第6図の励磁パ
ルスAの立上り後も信号Eが1時間だけハイレベルであ
るようにすれば、この信号Eの検査の確実性が増す。
In addition, in order to avoid the complexity of microprocessor programming, if you want to always check signal E immediately before switching each excitation pulse (14.15), when signal E is low level four or more times in a row, It may be determined that a malfunction has occurred. If the voltage comparator circuit 8 in FIG. 3 has a hysteresis characteristic so that the signal E remains at a high level for one hour even after the excitation pulse A rises in FIG. increases.

なおこの実かり例において第3図の7を積分回路とした
が、ローパスフィルターとしてもよい。丑たこの実施例
では第5図の固定子巻線11aにのみ検出巻線6を設け
るとしたが、固定子巻線16にも同様に検出巻線を設け
、第6図の信号Eと同様のものを、信号Eと共に誤動作
検出に用いれは、さらに誤動作検出の確実さが増すこと
は首う捷でもない。
In this practical example, 7 in FIG. 3 is an integrating circuit, but it may also be a low-pass filter. In this embodiment, the detection winding 6 is provided only in the stator winding 11a shown in FIG. 5, but the detection winding 6 is also provided in the stator winding 16 in the same way as for the signal E in FIG. There is no doubt that if this signal is used together with signal E to detect malfunctions, the reliability of malfunction detection will be further increased.

発明の効果 本発明は固定子に検出巻線を設けたことにより、光年式
エンコーダやホール素子等を用いることなく回転の検出
ができ、捷たこの巻線はたかだか数10ターンの巻線で
十分にイ、J弓をとり出すことができるので製造上から
も安価に実現できるものである。またこれに組合せる積
分回路と電圧比較回路とによって容易に回転異常を検出
でき、この回路部も昨今のICの発達によりオペアンプ
等が安価に入手できるので、以上の組合せによってステ
ッピングモータの回転検出が確実かつ安価に実91でき
るものである0
Effects of the Invention By providing a detection winding on the stator, the present invention can detect rotation without using a light-year encoder or Hall element, and this winding can be made with only a few tens of turns at most. Since the A and J bows can be taken out sufficiently, it can be manufactured at low cost. In addition, rotational abnormalities can be easily detected by the integration circuit and voltage comparison circuit that are combined with this, and with the recent development of ICs, operational amplifiers and the like can be obtained at low cost for this circuit, so the rotation of the stepping motor can be detected by the above combination. It is something that can be done reliably and inexpensively.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従−来のステッピングモータの回転検出装置を
示す構成図、第2図は同モータの動作説明図、第3図は
本発明のステッピングモータの回転検出装置の回路図、
第4図は同装置ねに用いる検出巻線部の一部切欠斜視図
、第5図は同ステンピングモータの分解斜視図、第6図
は同各部の出力波形図である。 5a・・・・・・永久磁石(回転子)、6・・・・・検
出巻線、ア・・・・・・積分回路、8・・・・・・電圧
比較回路、11a。 11b・・・・・・固定子巻線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 妃 2 図 Ca) (b) 時間 第3図 第4図 第 5 区 66 図
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional rotation detection device for a stepping motor, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the same motor, and FIG. 3 is a circuit diagram of a rotation detection device for a stepping motor according to the present invention.
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a detection winding used in the apparatus, FIG. 5 is an exploded perspective view of the stamping motor, and FIG. 6 is an output waveform diagram of each part. 5a...Permanent magnet (rotor), 6...Detection winding, A...Integrator circuit, 8...Voltage comparison circuit, 11a. 11b...Stator winding. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure Ca) (b) Time Figure 3 Figure 4 Figure 5 Section 66

Claims (1)

【特許請求の範囲】 永久磁石を固定子もしくは回転子に有し、固定子に施さ
れた主巻線と、主巻線とは別に施された回転検出巻線と
を有するステッピングモータと、回転検出巻線に接続さ
れた積分回路と、この積分回路に接続され、誤動作検出
信号として出力する電圧比較回路もしくは電流比較回路
とよりなるス。 テンピングモータの回転検出装置。
[Scope of Claims] A stepping motor having a permanent magnet in a stator or a rotor, a main winding provided on the stator, and a rotation detection winding provided separately from the main winding; A step consisting of an integrating circuit connected to a detection winding, and a voltage comparison circuit or current comparison circuit connected to this integration circuit and outputting a malfunction detection signal. Temping motor rotation detection device.
JP23810983A 1983-12-16 1983-12-16 Rotation detector of stepping motor Pending JPS60131097A (en)

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JP23810983A JPS60131097A (en) 1983-12-16 1983-12-16 Rotation detector of stepping motor

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57172279A (en) * 1980-08-25 1982-10-23 Ebauchesfabrik Eta Ag Saving of power consumption for electronic time piece and electronic time piece employing it

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57172279A (en) * 1980-08-25 1982-10-23 Ebauchesfabrik Eta Ag Saving of power consumption for electronic time piece and electronic time piece employing it

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