JPS6028040B2 - 回転角符合化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、例えば、異なる場所に配置された２台の電
動機を同相で同期回転させる場合に用いられ、一方の電
動機の回転方向及び回転角を表わす情報を他方の電動機
へ伝送する装置に関する。

（従釆技術）従来は、回転角情報を交流電圧のようなア
ナログ情報として伝送する方式が多く用いられている。

そのため、受信側において、回転角情報をディジタル処
理する必要がある場合、アナログ的に伝送されてきた回
転角情報によって電動機を同期回転させ、その電動機に
ロータリーエンコーダーを設けて回転角情報をディジタ
ル信号に変換しなければならない。（発明の目的） この発明は、上記のように変換器を新たに設けることな
く、ディジタル回転角情報を直接伝送する装置を提供す
る。

（発明の原理） 第１図において、３はステップモーターを示し、３系統
のステーター巻線とローターＲとで構成されている。

このステップモーターの回転角情報をディジタル情報で
伝送する場合について考える。ステーター巻線Ｓ，，Ｓ
２，Ｓ３は６００間隔で配置され、第２図ｑ，Ｑ，ｂ３
に示す３相の矩形波列をステーター巻線Ｓ，，Ｓ２，Ｓ
３の各々に導くものとすると、ロータ−Ｒは時計方向に
一定角度ピッチで回転する。

すなわち、矩形波列ｑ，Ｑ，ｂ３かＴ，乃至・Ｔ７の等
区間に分割されるものとすると、区間Ｔ，はステーター
巻線Ｓ，のみが励磁されるから、ローターＲはステータ
ー巻線Ｓ，方向に一致する。そして、区間Ｔ３は矩形波
ｂ２によってステーター巻線Ｓ２のみが励磁されるから
、ステーター巻線Ｓ２位置まで回転する。同様にして、
区間虫においては矩形波広によってステーター巻線Ｓ３
のみが励磁されるから、ローターＲはステーター巻線Ｓ
３位置まで回転する。さらに、区間Ｔ７になると、矩形
波ｂによって再びステータ−巻線Ｓ，のみが励磁される
から、ローターＲはステーター巻線Ｓ，方向に一致する
。このとき、ローターＲは区間Ｔ，のときは向きが逆方
向になる。すなわち、矩形波列ｂ，，Ｑ，広が区間Ｔ，
からＴ７まで変化したとき、ローターＲは半回転する。
又、区間Ｔ２においては、矩形波列ｂとＱによってステ
ーター巻線Ｓ，とＳ２が同時に励磁されるから、ロータ
ーＲはステーター巻線Ｓ，とＳ２の中間位置に一致する
。同様に、区間Ｌにおいてはステーター巻線Ｓ２とＳ３
が同時に励磁されるから、ローターＲはステータ一巻線
Ｓ２とＳ３の中間位置方向を向き、区間Ｔ６においては
ステーター巻線Ｓ３とＳ，が同時に励磁されるから、ロ
ーターＲはステーター巻線Ｓ３とＳ，の中間位置方向を
向く。以上の結果、ローターＲは、区間Ｔ，からＴ２，
ＬからＬ，Ｔ３からＴ４と次の区間に変化する裏に３び
づつステップ回転を行い、区間Ｔ，からＴ７まで変化し
たとき半回転する。

第２図において、矩形波打岬，，ｂ２，広の高レベル時
を「１」、低レベル時を「０」の２進値で表わすものと
すると、区間Ｔ，乃至Ｔ７は表−１のように３桁の２進
値で表わされる。

（表一１） この３桁の２進値を１Ｑ隼数に変換すると（表−１）右
欄の数値に変換される。

従って、これから明らかなように、ＩＧ隼数は数値変化
が区間変化に対応した数値変化にならない。そこで、表
−１の各区間の３桁２進値のうち、Ｔ，区間の２進値（
０，０，１）を（０，０，０）に、Ｌ区間の２進値（０
，１，１）を（０，０，１）に、又、Ｔ４区間の２進値
（１，１，０）を（０，１，１）にそれぞれコード変換
すると、表−１の１Ｇ隼数は表−２のように、ＩＧ隼数
の数値変化を区間変化対応して、「０，１，２．３，４
，５，０，……」のように変化させることができる。

（表−２） 従って、表−２の１坊隼数からローターＲの回転角位置
を知ることができる。

次に、ローターＲの回転方向は、表−２の区間変化に対
する２進あるいはＩＧ隼の数値変化を知ることにより判
別できる。

数値変化はローターＲの回転後の数値から回転前の数値
を減算することにより得られる。例えば、表一２におい
て、ローターＲが区間ｍ３からＴ４へ回転したとき、２
進数は（０，１，０）から（０，１，１）へ変化するか
ら、減算値は「十１」になる。逆に、ロータ−Ｒが区間
ＬからＴ３へ回転したときは、減算値「一１」になる。
従って、減算値「十１」のときは時計方向に回転し、「
一１」のちきは反時計方向に回転する。（発明の構成及
び効果） 第１図において、基準発振器１は第２図ａに示す周期ｔ
の基準パルス列を分周回路２Ａ，２Ｂ，２Ｃへ送出する
。

各分周回路２Ａ，２Ｂ，２Ｃはその分周比がいずれも１
／６に設定され、して、各々の分周動作が基準パルス列
ａの２周期２づつ順に異なるようになされている。

従って、分周回路２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各々は、第２図ｑ
，Ｑ，なに示すように、位相が２づつ順に異なる矩形波
を送出する。この矩形波ら，Ｑ，ｂ３は、ステップモー
タ−３のステータ一巻線Ｓ，，Ｓ２，Ｓ３の各々に送出
されて、ロータ−Ｒを前記説明のごとく００づつ間歌的
に回転させる。上記のようにしてステップモーター３が
駆動される一方、矩形波ｑ，ｂ２，Ｑはデコーダ４へも
導かれる。

デコーダ４は矩形波ｂ，，ｂ２，Ｑを３桁の２進数とし
て１坊隼の数値に変化する。すなわち、各矩形波の高レ
ベル部を１、そして低レベルを０、又、矩形波ｂ，を第
１桁、矩形波らを第２桁、矩形波公を第３桁の２進数と
すると、Ｔ，区間の２進数は・○，０，１ で表わされる。

そして、これをＩＱ隼法で表わすと「１」であるから、
デコーダ４は出力端ｐ，に出力を送出する。この場合、
デコーダ４は、パルス波ａが持続する間だけ出力端ｐ，
に出力パルスを送出する。前記表−１から明らかなよう
に、ローターＲが区間Ｔ，からＴ７まで変化するとき、
１０進数値は「１，３，２，６，４，５，１」の順に変
化するから、デコーダ４は「Ｐ，，Ｐ３，Ｐ２，Ｐ６，
Ｐ４，Ｐ５，Ｐ，一の出力端に順に出力パルスを送出す
る。

その出力パルスのうち「Ｐ，，Ｐ３，Ｐ６」出力端に送
出されるパルスはコード変換器５へ導かれる。コード変
換器５は、デコーダ４から出力パルスが導かれたとき、
矩形波ｂ，，Ｑ，ｂ３によって表わされる２進３桁の数
値を表−２に従って変換する。

それによって、コード変換器５は、ローターＲが区間Ｔ
，からＴ７まで変化するとき、表−２のように変化する
２進数値を送出する。コード変換器５から送出される各
２進数はラツチ回路６へ送出されると同時に減算器７へ
も送出される。

ラッチ回路６は基準発振器１から送出される基準パルス
列ａに基づいて上記２進数を基準パルス列ａの１周期ｔ
だけ遅延させる。そして、１周期ｔだけ遅延させられた
２進数は減算器７の片方の端子Ａ，，Ａ２，Ａ３に導か
れる。この減算器７の他方の端子Ｂ．，Ｂ２，Ｂ３には
コード変換器５の出力２進数が導かれている。そして、
減算器７はコード変換器５の出力２進数から、ラッチ回
路６で遅延された２進数を減算する。従って、減算器７
は、ローターＲの回転後の２数値から回転前の２進数値
を減算するから、ローターＲが時計方向に回転するとき
は「十１」出力を、反時計方向に回転するときは「一１
」出力を送出する。そして、減算器７は「十１」出力に
対応して高レベル出力を、又、「一１Ｊ出力に対応して
低レベル出力を可逆計数器９へ送出する。可逆計数器９
は、減算器７の出力が高レベルのときクロツクバルス生
成器１０の出力パルスを加算計数する。

又、逆に、減算器７の出力が低レベルのときは上記クロ
ックパルスを減算計数する。クロツクパルス生成器１０
にはＯＲ回路１１を介してデコーダ４の出力パルスが導
かれている。そして、クロックパルス生成器１０は、デ
コーダ４の出力パルスが印加される毎にクロックパルス
を送出する。従って、可逆計数器９は、基準パルス列が
送出される毎、すなわち、ステップモーター３のロータ
ーＲが１ピッチ回転する毎にクロックパルスを計数する
。

そして、その計数方向は、ローターＲが時計方向に回転
するときは加算計数を行ない、反時計方向に回転するき
は減算計数を行なう。以上の結果、可逆計数器９におけ
る計数値はステップモーター３におけるローターＲの回
転角に対応して変化し、かつ、その変化方向はローター
Ｒの回転方向に対応する。従って、可逆計数器９の計数
値を遠隔地へ伝送するとにより、遠隔地においてはその
計数値からステップモータ−３におけるローターＲの回
転角及び回転方向を知ることができる。なお上記におい
て、可逆計数器９の計数値をローターＲの回転角に対応
させるためには、可逆計数器９が計数動作を行なう前に
、その計数値をローターＲの回転角に対応した特定数値
にプリセットする必要がある。

プリセット回路１２は、このような場合に可逆計数器９
の計数値を特定数値にプリセットするために設けられて
いる。このプリセット動作は手動で行なってもよいが、
自動的に行なわせることも可能である。例えば、デコー
ダ回路１３を設けてコード変器５の２進値出力のうち特
定の数値出力を取り出し、その出力によってプリセット
回路１２を駆動させて可逆計数器９をプリセツトするよ
うにしてもよい。（発明の効果） 以上説明のように、この発明は、ステップモータを用い
てその回転角及び回転方向をディジタル処理するような
場合に用いて好適な袋鷹を得るとができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、第２図はその動作を
説明するための波形図を示す。 第１図において、１は基準発振器、２Ａ，２Ｂ，２Ｃは
分周回路、３はステップモーター、Ｒはロータ−、４は
デコーダ、５はコード変器、６はラッチ回路、７は減算
器、９は可逆計数器、１０はクロックパルス生成器、１
１はＲ回路、１２はプリセット回路、１３はデコーダ
回路を示す。 オー図オＺ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各々の位相が（２π）／ｍづつ順に異なるｍ相矩形
   波がステツプモーターのステーター巻線の各々に導かれ
   、上記ｍ相矩形波を生成する基準パルス列の出現毎に該
   ステツプモーターが１ピツチづつ間歇回転を行なうとき
   、該ステツプモーターの回転情報を遠隔地へ伝送する装
   置において、 上記各相矩形波の波高値を２進数として
   上記ｍ相の矩形波の波高値を組合わせて構成される２進
   ｍ桁の数値に対応してその出力端のいずれかに出力を送
   出するデコーダーと、 該デコーダーの出力に基づいて
   上記２進ｍ桁の数値のうち特定数値を変換して、上記２
   進ｍ桁の２進数を上記ステツプモーターの１ピツチ毎の
   正転（逆転）に応じて単位数値づつ順に増加（減少）さ
   せるコード変換器と、 該コード変換器の任意時刻にお
   けるｍ桁２進数と上記ステツプモーターの１ピツチ回転
   後のｍ桁２進数とを互いに減算する減算回路と、 上記
   ステツプモーターの１ピツチ間歇回転毎に計数値が一定
   数づつ変化し、かつ、該計数値変化が上記減算回路の減
   算結果に応じて加算方向あるいは減算方向に変化する可
   逆計数器とを具備し、 該可逆計数器の計数値及び数値
   変化を上記ステツプモーターの回転角及び回転方向とし
   て遠隔地へ伝送することを特徴とする回転角符合化装置
   。