JPS60160398A - ステツピングモ−タの励磁方式 - Google Patents
ステツピングモ−タの励磁方式Info
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- JPS60160398A JPS60160398A JP1215284A JP1215284A JPS60160398A JP S60160398 A JPS60160398 A JP S60160398A JP 1215284 A JP1215284 A JP 1215284A JP 1215284 A JP1215284 A JP 1215284A JP S60160398 A JPS60160398 A JP S60160398A
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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
- H02P8/04—Arrangements for starting
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励磁方式に関するもの
である。
である。
従来のステッピングモータの励磁方式としては、1相励
磁力式、2相励磁力式、及び1−2相励磁力式がある。
磁力式、2相励磁力式、及び1−2相励磁力式がある。
l相励磁方式は固定子巻線を1相ずつ順次励磁して回転
子を駆動する方式であり、入力電流が小さくて済むが起
動トルク及び静ト1ルクが小さく、シかも停止時に生じ
る振動が大きくセトリング特性が劣る欠点がある。また
、2相励磁力式は固定子巻線を2相ずつ同時に励磁する
方式であり、1相励磁力式に比べ起動トルク及び静トル
クを大きくできセトリング特性も改善さ゛れる利点があ
るが、入力電流が大きくなる欠点が1ある。これに対し
、l−2相励磁力式は1相及び2相励磁力式が有する欠
点を解消する目的で考案されたものであり、起動時と停
止時に2相の固定子巻線をある一定時間同時に励磁する
構成となっているから、起動トルクを大きくできると共
に停止時には制動作用を与えてセトリング特性も改善さ
れている。
子を駆動する方式であり、入力電流が小さくて済むが起
動トルク及び静ト1ルクが小さく、シかも停止時に生じ
る振動が大きくセトリング特性が劣る欠点がある。また
、2相励磁力式は固定子巻線を2相ずつ同時に励磁する
方式であり、1相励磁力式に比べ起動トルク及び静トル
クを大きくできセトリング特性も改善さ゛れる利点があ
るが、入力電流が大きくなる欠点が1ある。これに対し
、l−2相励磁力式は1相及び2相励磁力式が有する欠
点を解消する目的で考案されたものであり、起動時と停
止時に2相の固定子巻線をある一定時間同時に励磁する
構成となっているから、起動トルクを大きくできると共
に停止時には制動作用を与えてセトリング特性も改善さ
れている。
しかしながら、■−2励磁方式のステッピングモータで
も70ツビイデイスク装置のように、よ1・・り正確な
位置決め動作や高いステップパルス周波数応答が要求さ
れる駆動装置に使用する場合、トルク特性及び過渡特性
の点において満足できるものではない。例えば、従来の
ステップモータでは、停止時のセ) IJソング性を改
善しようとすると逆1・に起動トルクが減少する不具合
が生じてしまう。
も70ツビイデイスク装置のように、よ1・・り正確な
位置決め動作や高いステップパルス周波数応答が要求さ
れる駆動装置に使用する場合、トルク特性及び過渡特性
の点において満足できるものではない。例えば、従来の
ステップモータでは、停止時のセ) IJソング性を改
善しようとすると逆1・に起動トルクが減少する不具合
が生じてしまう。
また、モータのローターの慣性を小さくしたり、マグネ
ットの磁力を強くしてセトリング特性を改善するにはモ
ータ形状が大きくなると共にモータのコストが高くなる
不都合が生ずる。更に2ステ!・・ッピング動作毎にヘ
ッドの位置決めを行なう方式lの駆動装置ではステップ
パルス周波数を高くしようとすると動作電圧も高くなり
、モータ自体の発熱が生ずる不具合を生じてしまう。
ットの磁力を強くしてセトリング特性を改善するにはモ
ータ形状が大きくなると共にモータのコストが高くなる
不都合が生ずる。更に2ステ!・・ッピング動作毎にヘ
ッドの位置決めを行なう方式lの駆動装置ではステップ
パルス周波数を高くしようとすると動作電圧も高くなり
、モータ自体の発熱が生ずる不具合を生じてしまう。
本発明の目的は、上述した欠点を解消し、マグネットの
磁力を強くしたりすることなく簡単な構成でトルク特性
及び過渡特性を改善でき、しかも高いステップパルス周
波数に対しても低い動作電圧で駆動できる励磁方式を提
供することGこある。
磁力を強くしたりすることなく簡単な構成でトルク特性
及び過渡特性を改善でき、しかも高いステップパルス周
波数に対しても低い動作電圧で駆動できる励磁方式を提
供することGこある。
本発明によるステッピングモータの励磁方式は夷・・起
動時の2相同時励磁期間TAと停止時の2相同時期間T
Bを、TA<TBとなるようGこ設定することを特徴と
するものである。
動時の2相同時励磁期間TAと停止時の2相同時期間T
Bを、TA<TBとなるようGこ設定することを特徴と
するものである。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明者が種々の実験をした結果、停止時のセトトリン
グ特性を改善するには、停止時Gこおいて2相同時励磁
期間をできるだけ長く設定するのが有利であるが、起動
トルクを大きくするには起動時における2相同時励磁期
間をあまり長く設定してはならないことを見い出した。
グ特性を改善するには、停止時Gこおいて2相同時励磁
期間をできるだけ長く設定するのが有利であるが、起動
トルクを大きくするには起動時における2相同時励磁期
間をあまり長く設定してはならないことを見い出した。
即ち)従来のステラ2・−ピングモータでは起動時の2
相同時励磁期間TA1と停止時の2相同時励磁期間TB
とが、TA−TBとなるように構成しているため停止時
のセトリング特性を改善しようとしてTBを長くすると
TAも長くなってしまい、逆に起動トルクが低下する不
都合が生じていた。
相同時励磁期間TA1と停止時の2相同時励磁期間TB
とが、TA−TBとなるように構成しているため停止時
のセトリング特性を改善しようとしてTBを長くすると
TAも長くなってしまい、逆に起動トルクが低下する不
都合が生じていた。
第111は本発明による励磁方式の固定子巻線の励磁状
態を示すタイムチャートである。本例では、固定子巻線
を4相構造とし、人相、B相、1相及びπ相の順で励磁
する。また、本例では2ステップト・動作毎に位置決め
を行なう構成とし、人相と1相を停止巻線、B相とπ相
を起動巻線とする。第1図において、まず人相だけ励磁
された停止状態にあり、次にB相が励磁されて起動状態
になる。
態を示すタイムチャートである。本例では、固定子巻線
を4相構造とし、人相、B相、1相及びπ相の順で励磁
する。また、本例では2ステップト・動作毎に位置決め
を行なう構成とし、人相と1相を停止巻線、B相とπ相
を起動巻線とする。第1図において、まず人相だけ励磁
された停止状態にあり、次にB相が励磁されて起動状態
になる。
この時、B相励磁後人相を消磁し、人相とB相が1゜共
に励磁状態Gこある期間をTAとする。次にτ相励磁後
B相を消磁し、このB相とτ相とが共に励磁状態にある
期間をTBとする。そしてB相が消磁すると1サイクル
の移動動作が終了する。次にに、百相励磁後τ相を消磁
し、τ相とπ相が共に4.。
に励磁状態Gこある期間をTAとする。次にτ相励磁後
B相を消磁し、このB相とτ相とが共に励磁状態にある
期間をTBとする。そしてB相が消磁すると1サイクル
の移動動作が終了する。次にに、百相励磁後τ相を消磁
し、τ相とπ相が共に4.。
励磁状態にある期間をTBに設定し、次いでA相1を励
磁後π相を消磁し、■相とA相′とが共に励磁状態にあ
る期間をTBとなるように設定する。これにヨリステッ
ピングモータの2サイクルが終了スルが、第1図に示す
例では4サイクル動作後に)停止F−,させるようにし
ているから上述した工程をさらに1回繰り返し停止状態
になる。この場合、起動時の2相同時励磁期間TAをモ
ータのローターや回転子に結合されているマグネットの
磁力等を考慮して最適条件となるように設定し、次に停
止1・・時の2相同時励磁期間TBをTA < TBと
なるように設定する。このため本例では、B相とπ相の
励磁期間を人相と1相の励磁期間より長くなるように設
定する。このように構成すれば、起動トルクを最大Gこ
できると共に、停止時には制動力が有効15に作用して
セトリング特性も改善できることGこなる。即ち、トル
ク特性及び過渡特性を共に満足することが可能になる。
磁後π相を消磁し、■相とA相′とが共に励磁状態にあ
る期間をTBとなるように設定する。これにヨリステッ
ピングモータの2サイクルが終了スルが、第1図に示す
例では4サイクル動作後に)停止F−,させるようにし
ているから上述した工程をさらに1回繰り返し停止状態
になる。この場合、起動時の2相同時励磁期間TAをモ
ータのローターや回転子に結合されているマグネットの
磁力等を考慮して最適条件となるように設定し、次に停
止1・・時の2相同時励磁期間TBをTA < TBと
なるように設定する。このため本例では、B相とπ相の
励磁期間を人相と1相の励磁期間より長くなるように設
定する。このように構成すれば、起動トルクを最大Gこ
できると共に、停止時には制動力が有効15に作用して
セトリング特性も改善できることGこなる。即ち、トル
ク特性及び過渡特性を共に満足することが可能になる。
第2図は本発明Gこよる励磁方式の制御回路の一例を示
す回路図である。LA 、Ll、LB及びLl2.1は
各固定子巻線の励磁コイルを示し、各励磁コイ1ルには
夫々スイッチング素子であるトランジスタTrA 、
Trτ、TrB及びTrBを直列に接続し、逆流防止ダ
イオードDを並列に接続する。また、LAとLlとの間
およびLBとLBとの間には夫々適。
す回路図である。LA 、Ll、LB及びLl2.1は
各固定子巻線の励磁コイルを示し、各励磁コイ1ルには
夫々スイッチング素子であるトランジスタTrA 、
Trτ、TrB及びTrBを直列に接続し、逆流防止ダ
イオードDを並列に接続する。また、LAとLlとの間
およびLBとLBとの間には夫々適。
切な容量値の相間コンデンサCA及びCBを接続し、入
力ラインと逆流防止ダイオード間には逆電圧吸収ダイオ
ードZDを接続する。そして、各トランジスタTrA
、 Trτ、TrB及びTr百のベースに信号を付与し
て上述したタイムチャートに従うように口・各固定子巻
線の励磁コイルを励磁する。
力ラインと逆流防止ダイオード間には逆電圧吸収ダイオ
ードZDを接続する。そして、各トランジスタTrA
、 Trτ、TrB及びTr百のベースに信号を付与し
て上述したタイムチャートに従うように口・各固定子巻
線の励磁コイルを励磁する。
第8図はプロツピーディスクの駆動装置に使用した場合
のセトリング特性を示す線図である。第8図Aは従来の
励磁方式のステッピングモータの特性であり、TA =
TB = 0 、67B 880に設定してあ1−・
る。第8図Bは本発明による励磁方式のステップモータ
の特性であり、TA= 2ssec、 ’I’B= 2
.9m880に設定する。第8図において、横軸はステ
ップパルスが入力してからの経過時間を示し、縦軸は7
0ツビーデイスクの読み取りヘッドの位置を2・・示す
。この読み取りヘッドの位置はローターの位IIWと対
応するものであり、第8図において安定した位置より内
側に入り込んでいる部分は振動により基準停止位置より
オーバーシュートしていることを示している。第3図か
ら理解できるように本・ 。
のセトリング特性を示す線図である。第8図Aは従来の
励磁方式のステッピングモータの特性であり、TA =
TB = 0 、67B 880に設定してあ1−・
る。第8図Bは本発明による励磁方式のステップモータ
の特性であり、TA= 2ssec、 ’I’B= 2
.9m880に設定する。第8図において、横軸はステ
ップパルスが入力してからの経過時間を示し、縦軸は7
0ツビーデイスクの読み取りヘッドの位置を2・・示す
。この読み取りヘッドの位置はローターの位IIWと対
応するものであり、第8図において安定した位置より内
側に入り込んでいる部分は振動により基準停止位置より
オーバーシュートしていることを示している。第3図か
ら理解できるように本・ 。
発明による励磁方式では従来例に比べ短時間で安定する
こと、及び振動の振幅の大きさも軽減されていることが
理解できる。尚、セトリング特性の評価は、■ステップ
の回転角度をθA1オーバーシュートした角度をθBと
すると、θB/θAx100%・(1で表わされる。
こと、及び振動の振幅の大きさも軽減されていることが
理解できる。尚、セトリング特性の評価は、■ステップ
の回転角度をθA1オーバーシュートした角度をθBと
すると、θB/θAx100%・(1で表わされる。
従来例のセトリング特性は15〜16%もあるが、本発
明による励磁方式では6〜8%に軽減されており、本発
明による励磁方式は従来例に比べ約50%改善できる。
明による励磁方式では6〜8%に軽減されており、本発
明による励磁方式は従来例に比べ約50%改善できる。
第4図はステップレートに対する最低動作電圧の関係を
示すグラフであり、横軸はパルスレートを示し、縦軸は
最低動作電圧を示している。基線は本発明による励磁方
式の特性を示し、破線は従来の1−2相励磁方式の特性
である。第4図から2・・(7〕 理解できるように、本発明ではパルスレートが小lさく
なるGこ従って従来例よりも低い動作電圧でも駆動でき
ることが示されている。また、ステッピングモータは一
般的にステップレートを小さくしてゆくとある周波数以
上になると動作電圧を高く・しても全く動作しない限界
ステップレート値がある。この限界ステップレート値に
ついても従来の1−2相励磁方式では6.5 m 88
0であるが、本発明による励磁方式では5.6 m 8
eCiと約14%改善されている。
示すグラフであり、横軸はパルスレートを示し、縦軸は
最低動作電圧を示している。基線は本発明による励磁方
式の特性を示し、破線は従来の1−2相励磁方式の特性
である。第4図から2・・(7〕 理解できるように、本発明ではパルスレートが小lさく
なるGこ従って従来例よりも低い動作電圧でも駆動でき
ることが示されている。また、ステッピングモータは一
般的にステップレートを小さくしてゆくとある周波数以
上になると動作電圧を高く・しても全く動作しない限界
ステップレート値がある。この限界ステップレート値に
ついても従来の1−2相励磁方式では6.5 m 88
0であるが、本発明による励磁方式では5.6 m 8
eCiと約14%改善されている。
次に、起動トルクについて比較する。トルクについての
比較は同−各条件下における最低動作電圧を以って比較
する。従来の1−2相励磁方式の最低動作電圧は9,0
■であるが、本発明による励磁方式では7゜Ovである
。このように、トルク特l”性も約20%改善されるこ
とになる。
比較は同−各条件下における最低動作電圧を以って比較
する。従来の1−2相励磁方式の最低動作電圧は9,0
■であるが、本発明による励磁方式では7゜Ovである
。このように、トルク特l”性も約20%改善されるこ
とになる。
以上説明したように本発明によれば、起動時における2
相同時励磁期間TAと停止時の2相同時励磁期間TBを
TA < TBになるように設定しているから、ロータ
ーの慣性を小さくしたりマグネット ・・(8) の磁力を強くすることなく起動トルク及びセトリング特
性を共に改善することが可能になる。特にセトリング特
性が改善されることにより、ヘッドの送りを一層円滑に
行なうことが可能になる。また、ステップパルスの周波
数応答特性も改善されぐモータの動作電圧を低く設定す
ることができると共に、ステップパルス周波数を大きく
することが可能になり、モータ自体の回転速度をより高
くすることが可能になる。
相同時励磁期間TAと停止時の2相同時励磁期間TBを
TA < TBになるように設定しているから、ロータ
ーの慣性を小さくしたりマグネット ・・(8) の磁力を強くすることなく起動トルク及びセトリング特
性を共に改善することが可能になる。特にセトリング特
性が改善されることにより、ヘッドの送りを一層円滑に
行なうことが可能になる。また、ステップパルスの周波
数応答特性も改善されぐモータの動作電圧を低く設定す
ることができると共に、ステップパルス周波数を大きく
することが可能になり、モータ自体の回転速度をより高
くすることが可能になる。
尚、前述した実施例では、B相とπ相の励磁期1・1間
を人相と1相の励磁期間よりも長く設定して、TA<T
Bとなるように構成したが、第5図に示すように、各固
定子巻線への励磁期間TDを等しく設定して各固定子巻
線への励磁のタイミングを変えてTA<TBとなるよう
に構成することも可能で15ある。
を人相と1相の励磁期間よりも長く設定して、TA<T
Bとなるように構成したが、第5図に示すように、各固
定子巻線への励磁期間TDを等しく設定して各固定子巻
線への励磁のタイミングを変えてTA<TBとなるよう
に構成することも可能で15ある。
第11fiは本発明による励磁方式のタイムチャートを
示す線図、 第2図は本発明による励磁方式の制御回路の−2・・例
を示す回路図、 第8図は本発明による励磁方式を用いたステッピングモ
ータをフロッピーディスク装置の駆動源として用いたと
きのセ) IJング特性を示す線図、第4図はスラップ
レートと最低動作電圧との関・・係を示す線図、 第5図は本発明の別の実施例の励磁方式のタイムチャー
トを示す線図である。 LA、Lτ、LB 、L百・・・励磁コイルTrA 、
TrA 、 TrB 、 TrB−)ランジスタZD
・・・逆電圧吸収ツェナーダイオードCA、CB・・・
相間コンデンサ D・・・逆流防止ダイオード
示す線図、 第2図は本発明による励磁方式の制御回路の−2・・例
を示す回路図、 第8図は本発明による励磁方式を用いたステッピングモ
ータをフロッピーディスク装置の駆動源として用いたと
きのセ) IJング特性を示す線図、第4図はスラップ
レートと最低動作電圧との関・・係を示す線図、 第5図は本発明の別の実施例の励磁方式のタイムチャー
トを示す線図である。 LA、Lτ、LB 、L百・・・励磁コイルTrA 、
TrA 、 TrB 、 TrB−)ランジスタZD
・・・逆電圧吸収ツェナーダイオードCA、CB・・・
相間コンデンサ D・・・逆流防止ダイオード
Claims (1)
- L 起動時の2相同時励磁期間TAと高士時の2相同時
励磁期間TBとが、TA<TBとなるように設定するこ
とを特徴とするステッピングモータの励磁方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1215284A JPS60160398A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | ステツピングモ−タの励磁方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1215284A JPS60160398A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | ステツピングモ−タの励磁方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60160398A true JPS60160398A (ja) | 1985-08-21 |
Family
ID=11797495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1215284A Pending JPS60160398A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | ステツピングモ−タの励磁方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60160398A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0569818U (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-21 | 古河電気工業株式会社 | フラットケーブル用偏平導体 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56125998A (en) * | 1980-03-05 | 1981-10-02 | Brother Ind Ltd | Step motor driving circuit |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP1215284A patent/JPS60160398A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56125998A (en) * | 1980-03-05 | 1981-10-02 | Brother Ind Ltd | Step motor driving circuit |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0569818U (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-21 | 古河電気工業株式会社 | フラットケーブル用偏平導体 |
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