JPS6122560B2 - - Google Patents

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JPS6122560B2
JPS6122560B2 JP52086895A JP8689577A JPS6122560B2 JP S6122560 B2 JPS6122560 B2 JP S6122560B2 JP 52086895 A JP52086895 A JP 52086895A JP 8689577 A JP8689577 A JP 8689577A JP S6122560 B2 JPS6122560 B2 JP S6122560B2
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JP
Japan
Prior art keywords
winding
pulse motor
signal
current
windings
Prior art date
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Expired
Application number
JP52086895A
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English (en)
Other versions
JPS5422510A (en
Inventor
Kazuo Watanabe
Hachiro Makabe
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Janome Corp
Original Assignee
Janome Sewing Machine Co Ltd
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Publication date
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Priority to SE7807961A priority patent/SE7807961L/xx
Priority to CH785178A priority patent/CH634181A5/fr
Priority to AU38224/78A priority patent/AU525757B2/en
Priority to DE2831997A priority patent/DE2831997C2/de
Publication of JPS5422510A publication Critical patent/JPS5422510A/ja
Priority to US06/110,850 priority patent/US4368414A/en
Publication of JPS6122560B2 publication Critical patent/JPS6122560B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルスモータの駆動回路に関するもの
であり、その目的とするところは駆動回路を小形
化し、回路の無駄な電力消費をなくし、発熱量も
極力押えて頻繁な制御に対処し、その特性はパル
スモータを強力に駆動せしめる如き制御性の良い
駆動回路を提供することにある。
従来パルスモータの駆動用電源としては、モー
タの時定数を小にして、始動時における応答性を
良くするためにモータに直列抵抗を挿入してその
電圧降下分は電源電圧を高くして用いる方法や、
モータに直列に挿入のトランジスタを用いた定電
流回路によつてモータ回転時における特性を良好
にし且つ始動時の電流立上り時においてはトラン
ジスタの特性によつて電圧降下を少くする如き構
成となし、よつてモータにかゝる電圧を大にして
始動特性も良好にした方法が提案されているが、
これらは抵抗やトランジスタにおける無駄な電力
消費があり、且つこれらによる発熱もあり、これ
らの電力を供給する付属装置や放熱装置等による
装置が一般に大形化するなどの欠点がある。
本発明は上記した従来品の欠点を補つたパルス
モータの駆動回路を提供するものであり、その実
施例を図面により説明すると、第1図は駆動回路
の基本構成図であり、図中1,2は一般に用いら
れている4相パルスモータの各巻線で相互に90゜
の位相角をもつて配置され、通常備えているとこ
ろの中間タツプ1′,2′はこの場合使用しない。
3〜6および7〜10はそれぞれ後記する相互の
開閉の組合わせによつて巻線1,2の電流の入、
切および電流方向を変えるための各スイツチ要素
であり、図の如く該各巻線毎にブリツジ回路を構
成している。11は前記各巻線に電流を供給する
パルスモータ駆動用電源、12,13はそれぞれ
各巻線の電流検出用抵抗である。前記スイツチ7
〜10はスイツチ3〜6の閉期間において後記す
る如く20KHzで高速開閉するものであり、ダイ
オード14〜17はそれぞれその高速開閉の開期
間における巻線1,2に蓄えられた電磁エネルギ
ー放出電流の回路を構成し巻線電流の平滑を行う
ためのものである。18〜21は駆動信号入力端
子であり、該端子の組が駆動信号発生装置(図示
せず)に基づく4ビツト2進数よりなる駆動信号
を入力する。端子18〜21はそれぞれスイツチ
要素3〜6の各接片要素3′〜6′およびAND回
路22〜25の一方の入力端に接続されて各端子
について論理値が1のときその端子に接続の各ス
イツチ要素3〜6を閉となし、同様に各AND回
路22〜25に対して後記する他方の入力を有効
ならしめる。26は20KHzの三角波信号発生装
置、27,28は巻線1,2とそれぞれ対になつ
ているチヨツピング信号発生装置で、該三角波信
号発生装置から発生する三角波を比較基準電圧と
し前記各電流検出抵抗12,13の電圧をそれぞ
れ受けてこれと比較して後記する如く各三角波毎
の論理値1を意味するところのパルス巾を決定
し、その信号を前記各AND回路22,23およ
び24,25の各他方の入力となし、各AND回
路の出力が前記スイツチ要素7〜10の接片要素
7′〜10′に接続されていて該AND回路の出力
が論理値1のときこれに接続の各スイツチ要素7
〜10を閉にする。
第2図は第1図の基本構成図の具体的な回路例
を示すものであり、各トランジスタ3〜10およ
びその各ベース3′〜10′は前記各スイツチ要素
3〜10および各接片要素3′〜10′に相当す
る。トランジスタ22〜25は前記AND回路2
2,25に相当する。ダイオードD1,D1′,D2
D2′抵抗R1、コンデンサC1はトランジスタ3〜6
が不動作となつて巻線1,2の電流が遮断された
とき該巻線に蓄えられた電磁エネルギー吸収のた
めに電源11、ダイオード14′〜17を介する
電力消費回路を構成してトランジスタ3〜6を保
護する。ダイオードD7〜D10は同様に前記電流が
遮断されたときトランジスタ7〜10を保護す
る。ダイオードD3〜D6は巻線1,2の電流変化
に起因するトランジスタ3〜6の無駄な電力損子
をなくすためのものである。R3〜R10,R22〜R25
はそれぞれ各トランジスタ3〜10,22〜25
の各ベース電流制限用抵抗である。三角波信号発
生装置26は一般に555の名で知られているタイ
マTの放電用端子DISに抵抗R11を介してコンデ
ンサC2が接続されており、且つ抵抗R12を介して
直流電源Edに接続され、コンデンサC2が抵抗
R12,R11とともに定る時定数をもつて充電された
後その充電々圧をトランジスタTrが感知して入
力端子Th,Tgに信号を与え、その信号によつて
放電用端子DISが0電位となつてコンデンサC2
抵抗R11とともに定まる時定数をもつて放置され
るようになつており、よつてコンデンサC2の電
圧は三角波を形成する。チヨツピング信号発生装
置27,28は主たる要素に各比較器CO1,CO2
を設け、以下27についてのみ説明すると比較基
準電圧として前記コンデンサC2の三角波電圧を
比例調整可能の抵抗R13から取り出し抵抗R14を介
して反転入力端子(−)に入力している。一方巻
線1には後記する如く脈流電流が流れており、巻
線1の電流検出抵抗12の電圧を抵抗R15を介し
て更に抵抗R16とコンデンサC3とよりなるローパ
スフイルタを介して非反転入力端子(+)が受け
ている。そしてその出力がトランジスタ22,2
3の各エミツタに接続されている。チヨツピング
信号発生装置28については同様に比較器CO2
入力側にコンデンサC4、抵抗R17,R18,R19を用
いてその出力がトランジスタ24,25の各エミ
ツタに接続されている。前記電源Edは比較器
CO1,CO2の電源をもなしている。
本発明は以上の構成であり、一般にパルスモー
タ停止時には定電流を流しながら平衡を保ち停止
させるが、この状態即ちスタテイツク状態の駆動
回路の動作を説明すると、第3図は駆動回路のス
タテイツク状態における各部の電圧または電流波
形を示しており、これと第1図と第2図とを参照
し、各図a〜eの横軸は共通の時間t軸であり、
レベルOはそれぞれ共通の接地レベルまたは電流
0を意味している。駆動信号入力18によつてト
ランジスタ3,8が動作して巻線1に一定電流
(この場合後記する如く脈流である)が流れてい
ることを前提とする。第3図aにおいてE-は比
較器CO1の反転入力端子(−)の入力電圧波形で
あり、一定形状の三角波形をなしている。E+
同様に非反転入力端子(+)の入力電圧波形であ
り、この場合巻線電流に基づく抵抗12の電圧を
受けている。そして三角波電圧E-は図の如くそ
の発生毎に電圧E+を上まわる期間を持つ。第3
図bは比較器CO1の出力電圧E22を示し、この電
圧は前記電圧E+を上まわる期間において0であ
るところの矩形波となる。駆動入力信号18はト
ランジスタ3を動作させるとゝもに前記電圧E22
の0の期間においてトランジスタ22を動作させ
同時にトランジスタ8を動作させ、よつて巻線1
の電流はトランジスタ8、ダイオードD8巻線
1、ダイオードD3、トランジスタ3、抵抗12
の経路で流れる。第3図cはこのときのトランジ
スタ8を流れる電流I8を示すものであり、その電
流の傾斜は電源電圧11と巻線1のインダクタン
スと巻線抵抗及び抵抗12とに基づく。第3図d
は前記電流I8が0である期間において巻線1に蓄
えられた電磁エネルギーによつてダイオード
D3、トランジスタ3、抵抗12、ダイオード1
5の経路を流れる電流I15を示したものであり、
その電流傾斜は蓄えられた電磁エネルギーと前記
インダクタンスと抵抗に基づく。第3図eは巻線
1の総合電流I8+I15を示すものであり、脈流電流
をなし抵抗12を経路としている。そしてこの電
流が前記ローパスフイルにより第3図aの電圧
E+を一定にする。
つぎにパルスモータの始動時における動作を説
明すると、巻線1の電流が0の状態において例え
ば駆動入力信号18が入力されると、第4図aの
如くこのときの比較器CO1の非反転入力電圧ES+
はその初期において反転入力電圧E-を下まわつ
ており、該比較器の出力ES22は初期において0
で、よつてトランジスタ22,8は動作してトラ
ンジスタ8を流れる電流IS8は上昇する。
第5図は巻線1,2が電流方向の反転を含めて
順次励磁、非励磁を行つてパルスモータが回転す
るときの一例について各部の導通状態または電圧
波形を示すものであり、横軸は共通の時間td軸で
ある。図中A,B,C,Dはそれぞれ各トランジ
スタ3,5,4,6の題通サイクルを示し、図の
如く各トランジスタによつてそのサイクルを4等
分した位相差で循環する。これら各トランジスタ
3,4,5,6の順序を含めた動作はそれぞれ駆
動入力信号18,19,20,21に基づく。
E,F,G,Hはそれぞれ各トランジスタ8,1
0,7,9の導通サイクルを示し、図の如く細か
い繰り返しよりなる導通期間とそのタイミングは
A,B,C,Dの各々と一致しており、細かい繰
り返しサイクルは第3図および第4図の各cと一
致している。即ち最初の導通期間は第4図cの如
く長くなつている。I,Jはそれぞれ抵抗12,
13の電圧波形であり、例えば図Iの最初の導通
期間はトランジスタ8,3が導通、または導通を
繰り返ている期間であり巻線1の第2図における
右から左に流れる電流に基き、次の導通の期間は
同様にトランジスタ7,4の導通による左から右
に流れる電流に基づく。この電圧波形は概略値を
示しており第3図および第4図の各eと一致して
いる。かくして巻線1,2の電流方向と励磁、非
励磁の順序の組合わせがパルスモータの回転方向
を決定する。即ち前記と逆に回転させるにはトラ
ンジスタは6,4,5,3の順序と同時に9,
7,10,8の順序とを組合わせることによりな
し得る。そして図IとJとから巻線1と2とは単
独励磁と両者の励磁とが行われることがわかる。
以上の如く本発明はパルスモータに断続的に電
圧を印加し、パルスモータ巻線のインダクタンス
による平滑効果を利用し、4相モータを例にする
とパルスモータの巻線は少なくともその半数は励
磁されて巻線の励磁に対する利用率を高め、その
ことによりパルスモータの銅損を減小せしめ、回
路構成は半導体を用いて無駄な電力損失はなく、
コンパクトにまとめることが出来る等、多くの利
点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の駆動回路の実施例を示す基本
構成図、第2図はその具体的回路例、第3図、第
4図、第5図は動作説明を行うための各部の電圧
と電流の波形図である。 図中1,2はパルスモータ巻線、3〜10は各
スイツチ要素、3′〜10′はスイツチング制御手
段の各要素、11はパルスモータ駆動用電源、1
8〜21は駆動信号入力端子、12,13は巻線
電流検出部、14〜17はダイオード、26は基
準電圧発生装置、27,28はチヨツピング信号
発生装置である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 互いに起磁力方向を異にしている複数の巻線
    を有するパルスモータにおけるこれら巻線の各々
    について電流値を検出する検出部と、一定周期の
    三角波信号を発生する基準電圧発生手段と、該三
    角波信号と前記検出部による検出値とを比較して
    三角波の信号レベルが検出値レベルを超える毎に
    その超えている位相区間を前記巻線への電源電圧
    印加区間とするところのチヨツピング信号を発生
    する比較手段と、4個のスイツチ要素を構成要素
    として前記各巻線毎に設けたブリツジ回路であり
    該ブリツジ回路の入力端子間に前記電流検出部を
    介してパルスモータ駆動用電源を接続し出力端子
    間に前記巻線を接続しているスイツチング回路
    と、前記ブリツジ回路において相互に対辺位置に
    ある前記各スイツチ要素を組としてこれにパルス
    モータ駆動信号を作用せしめて該組内における前
    記検出部と接続関係にあるスイツチ要素を開閉制
    御しその閉期間にわたつて且つ前記チヨツピング
    信号をもつて他方のスイツチ要素を開閉制御し該
    チヨツピング信号に関する開閉制御における閉期
    間を前記電源電圧印加区間に対応せしめてなるス
    イツチング制御手段と、前記巻線の各端と前記パ
    ルスモータ駆動用電源の一端との間にそれぞれ接
    続されており前記チヨツピング制御により該巻線
    への電源電圧印加が遮断されたとき該巻線の電磁
    エネルギーに対して前記検出部とこれと前記接続
    関係にあるスイツチ要素とを介する短絡回路を構
    成するダイオードとを設けていることを特徴とす
    るパルスモータ駆動回路。
JP8689577A 1977-07-20 1977-07-20 Circuit for driving pulse motor in sewing machine Granted JPS5422510A (en)

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JPS5422510A JPS5422510A (en) 1979-02-20
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