JPS60501936A - ステップモ−タの作動方法 - Google Patents

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】 ステップモータの作動方法 発明の背景　 発明の分野　 本発明は、起電動力システムの分野に関する。特に本発明は、ステップモータの 分野に関する。さらにより大きな特徴において、本発明は、ステップモータの速 度制御の分野に関する。他の特徴によれば、それに制限されないが１本発明は、 マイクロプロセッサにより作動パルスのパルス幅を調整することにより、ステッ プモータの作動を制御する方法に関する。

従来技術の説明 従来、ステップモータの使用における制限は、高速度での四転に不向きなことで あだ。この制限は、モータ巻線のイ、ンタクタンスのため、すなわち巻線がその 定格電波に付勢されるまでに時間ががかるためである。この欠点は、モータを高 周波で作動すると失速する。

を記問題を解決するために、現在いくつかの解決Ｖ、かある。１つの解決法は、 モータのために定電圧源の代りに定電流源を備えることである。第２の解決法は 巻線に高電圧をかけ、その後モータの定格電波に達すると同時に待機電圧に減じ ることである。この第２の解決法は、広く採用されており、今「Ｉの多くの装置 はパイ・レベル作動回路を組み込んでいる。しかし、この種のパイ・レベル作動 回路を使用すると、モータの作動が不必要に激しいため、低周波での可聴雑音を 生起する振動と共振が多い状態でモータを運転することになる。すなわち、最初 に供給される高電圧は、モータが過度に移動し、振動する高トルクを瞬時に生し る原因となる。このため、／＜イφレベル作動回路を使用し、低速度でのモータ の不都合な問題を（２） 避ける方法を得ることが望まれている。

灸」ＬＬ」Ｌｌ 本発明は、パイ・レベルステップモータ作動回路を用いてステップモータを作動 する方法である。高電圧は、必要とする速度に基礎を置いたたマイクロプロセッ サにより予め決定された時間ステップモータに供給される。すなわち、高電圧パ ルスが長時間供給される比較的遅い速度の場合、高電圧パルスは、短時間だけに 必要であり、高速度の場合には必要ではない。前記高電圧パルスが予め決定され た時間供給された後、電圧は一般的なパイ・レベル作動回路により待機電圧また は低電圧に減じられる。

吐血夏箇浬左鳳Ｊ ｉ１図は従来のパイ・レベルステップモータの作動回路を示す図、第２図はマイ クロプロセラ嬰制御のパイ・レベルのステップモータ作動回路を示す図、第３図 はパイ・レベル作動回路のための作動波形の線図、第４図は作動パルス幅対作動 周波数の図表、第５図はトルク対速度の図表である。

ましい−　の１ 第１図の従来のパイ・レベルのステップモータ作動回路は、高電圧源１１と、低 電圧または待機電圧源１２とを含む。トランジスタ１３は、高電圧をステップモ ータの巻線１４へ供給するためのスイッチとして使用される。一対のトランジス タ１５は、電流が巻線。

１４を経てアース１６へ流れることを許すスイッチとして使用される。電流感知 スイッチ１７は、巻線１４への高電圧１１の供給を制御すべくトランジスタ１３ に接続されている。ダイオード１３は、巻線１４への低電圧の供給を制御する。

第２図を参照すると、ステップモータ作動回路は、感知スイッチ１７の代りに、 マイクロプロセッサのＩ１０ボートをトランジスタ１３．１５に連結している。

１作ｉ二」 第１図に示す従来のパイ・レベル作動回路の電流感知スイッチ１７は、モータ巻 線１４へ供給される高電圧源を制御するために使用される。すなわち、電流が巻 ［１４を経て流れることを許すトランジスタ１５により回路が点弧されると、低 電圧は通常オンである。しかし、ダイオード１８の減結合のため、スイッチ１３ がオンのときは高電圧源１１が巻線１４へ供給され、スイッチ１３がオフのとき は低電圧１２が巻線１４へ供給される。こうして、低電圧は待機電圧または運転 電圧と称され、高電圧ｌｌは初期作動電圧と称される。

上記の回路を使用すると、ステップモータの応答時間の問題を克服することがで きる。すなわち、巻線１４の定格電流に達するまでの時間がかかるため、高電圧 １１は、プロセスの速度を早めるべく巻１ｊｌ１４に供給される。しかし、巻線 １４には、その過熱を防１１−する上で高電圧を無期限に供給すべきではない。

したがって、回路の電流が電流感知スイッチ１７によって感知されるような巻１ ７１４の定格電流に達すると、高電圧１１はスイッチ１３により消弧される。こ の時点で、低電圧１２は、ステップモータの作動を継続すべく巻線に供給される 。上記に述べたように、第１図の回路は、巻線１４の定格電流に達するまでの時 間遅れの問題を克服することができる反面、ステップモータが不必要な長時間に わたって高電圧により作動されるため、非常に激しくかつ騒々しく回転するとい う問題を生起する。　、　・ 第２図を参照すると、マイクロプロセッサの下にＩ１０ポートがスイッチ１３． １５を調整するために用いられる。すなわち、マイクロプロセッサは、巻線の電 流を感知するよりも、むしろステップ（４） モータを作動するための望まれた速度に依存するパルス幅を変更するために使用 される。ステップモータを含む今日の多くのシステムは、そのシステムに含まれ るマイクロプロセッサを有するから、ステップモータに必要な作動波形を発生す るためにマイクロプロセッサを使用することは、特殊なハードウェアまたはロジ ックを加えることなく成し遂げることができる。

第３図は、パイ・レベル作動回路の作動法の形態を示す。巻線はモータ巻線を横 切る電圧を表わし、スイッチは巻線の中央タップの電圧を表わす。第１図のよう な通常のパイ・レベル作動回路において、高電圧は予め決定された電流が巻線に 重ねられた後、消弧される。第３図にＴオンとして示す高電圧がオンに留まる総 時間は、高電圧の大きさに依存するだけであり、作動周波数には全く依存しない 、したがって、与えられた高電圧のために、Ｔオンは、ステップモータがいかな る速度であるとしても、固定された時間に最大電流でもって巻線を作動する全て の周波数にわたって一定である。

本発明において、Ｔオンは、ステップモータの速度が増大するように高電圧がオ ンに留まる総時間を増大することおよびステップモータの速度が減じられるとき にＴオンを減少することにより、変更することができる。巻線の電流は、モータ を全ての速度で滑らかに運転すべく調整される。一般的な方法によれば、Ｔオン 、モータ速度、および可聴雑音の間の経験的な決定は、特殊なシステムまたは装 置のために工夫することができる。すなわち、第４図において、仮に高電圧スイ ッチ１３がマイクロプロセサの制御に基づくものであるとすると、Ｔオンと周波 数の関係は、要望される全てのパラメータに変更することができる。第４図は、 Ｔオンと周波数の直線的な関係の例を示す。これを索引図としてマイクロプロセ ッサ内にプログラムすると、ここに開示された本発明方法を使用すること（５） ができる。すなわち、変化Ｔオンは、要望されるレベルの電流を得るために必要 な時間だけ高電圧をステップモータに供給することを許す。不必要に長い間巻線 に高電圧を供給することおよびそれによって低速度でモータを作動することは予 防される。

第５図を参照すると、トルク対速度の図表が示される。実線で示す曲線は、一般 的なＬ／Ｒ作動回路によるトルクと速度の関係を示す。点線で示す曲線は、パイ ・レベル電流センサによるパイ・レベル作動回路の代表例である。一点鎖線で示 す曲線は、本発明方法を使用するトルクと速度の関係を示す。このように、従来 のパイ・レベル作動回路における低速度での激しぐ騒々しいモータの問題を生じ る初期の不必要なトルクは、除去される。しかし、高速で必要なトルクは、高レ ベルに保持される。ここに開示した本発明方法は。

パイ・レベルを使用する曲線を滑らかにするために役立つ。

本発明は、その好ましい実施例について開示されたが１本発明の範囲内において 変更し、改良することができる。作動パルスのパルス幅を制御することにより、 ステップモータを作動するための本発明方法は、新規であり、自明ではない。以 Ｊ−の説明により、”＋ｉ　渚は、請求された本発明方法を実施することができ る。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ステップモータを所望の速度で作動させる方法であって、前記ステ・ンプモ ータに高電圧を供給し、前記所望の速度に基づく予め定められた時間経過後前記 高電圧をオフに転換し、該転換と同時に前記ステップモータに低電圧を供給する 、ステップモータの作動方法。 ２、前記転換は、マイクロプロセッサを使用することによりステップモータの作 動パルスの幅を調整することを含む、請求の範囲第１項に記載の作動方法。 ３、前記時間は、経験的に決定される、請求の範囲第２項に記載の作動方法。