JPS6244099A - ステツピングモ−タ駆動回路 - Google Patents

ステツピングモ−タ駆動回路

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JPS6244099A
JPS6244099A JP18187485A JP18187485A JPS6244099A JP S6244099 A JPS6244099 A JP S6244099A JP 18187485 A JP18187485 A JP 18187485A JP 18187485 A JP18187485 A JP 18187485A JP S6244099 A JPS6244099 A JP S6244099A
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JP
Japan
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voltage
stepping motor
windings
drive circuit
motor drive
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Pending
Application number
JP18187485A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Ito
俊一 伊藤
Satoru Watanabe
悟 渡辺
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication of JPS6244099A publication Critical patent/JPS6244099A/ja
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
    • H02P8/12Control or stabilisation of current

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ステッピングモータ駆動回路に関し、更に詳
細にはステッピングモータ、特に巻線間に電磁結合のあ
るステッピングモータをチヲッパ(又はPWM)方式に
より定電流駆動するステッピングモータ駆動回路に関す
る。
(従来の技術) 従来、この種の装置において、後述する回路中のトラン
ジスタをターン・オンし励磁を始めるとき、回路の供給
電源の電圧は巻線抵抗だけでなくコイルのインダクタン
スと逆起電力に打ち勝たなければならない。特に、コイ
ルのインダクタンスは電流の立上がりを遅らせる作用を
呈するものであり、スイッチング速度が速くなるに従っ
て電流の立上がシ時間も相対的に長くなってステッピン
グモータのトルク特性の低下となる。よって、高速領域
においてステラぎングモータのトルク特性を良好に保持
するためには巻線電流の立上が9時間を短くする必要が
あり、この種の回路としてチョッパ方式定電流回路があ
る。
以下、上記した従来の回路を図面に基づいて説明する。
第3図は従来のチョッパ方式定電流駆動による4相PM
形ステッピングモータ駆動回路を示す回路図である。こ
こで、実際同図のものと同じ回路がもう一組あって、そ
れと合わせてステッピングモータは駆動される。同図に
おいて、モータ駆動用電源+E1はスイッチングトラン
ジスタTR3のエミッタ、コレクタを通してステッピン
グモータの巻線Ll、L2の共通端子に供給される。L
l。
L2は1つの鉄心に同一方向に巻かれ真中から共通端子
が出されている。Ll、L2の他の端子は相励磁用トラ
ンジスタTRIとTR2のコレクタに各各接続され、入
力端子1,2の相励磁信号によって選択的に駆動される
。TRI 、 TR2のエミッタは電流検出用抵抗Rf
の一端に共通接続されRfに生じた電圧vfは抵抗R,
コンデンサCで構成される積分回路を通ってコンパレー
タCOMPIの一方の入力端子に接続される。そして、
COMPIの他方の入力端子は入力端子3に接続され、
入力端子3には巻線に流す電流を決める基準電圧が与え
られる。この基準電圧は直流の基準電圧値に三角波又は
正弦波のような小振幅の交流を重畳させたものである。
トランジスタTR4はCOMPIの出力増幅と信号極性
を調整するように設けられている。なお、DI〜D3は
誘導負荷であるLL、L2の逆起電流を通すためのダイ
オードである。
次に、このような構成を有する従来例の回路の動作につ
いて説明する。
先ず、入力端子1の相励磁信号によりTRIがオンにな
ってLlに電流が流れると、Rfにはその電流に比例し
た電圧vfが発生してR,Cの積分回路を通ってCOM
PIの一方の入力端子に供給される電圧が増加していく
。その電圧が基準電圧より大きくなるとTR4、TR3
がオフとなるが、TR3のオフの前後で誘導負荷L1の
磁束は急変できないためD 2 、 L 2 、 L 
1 、 TRI 、 Rfのループを回って逆起電流が
流れる。そして、Ll、L2が1つの鉄心に同一方向に
巻かれ密に結合している。そのだめに、TR3がオフに
なった瞬間Ll、L2に流れる電流は、TR3がオフに
なる直前にLlに流れていた電流を■、とすると±工、
に急変してR,rの両端の電圧vfも急変する。また、
vfは積分回路R,Cにより遅延され、COMPIの入
力電圧が基準電圧より低下すると、COMPIが反転し
、TR4、TR3をオンにして再びLlに流れる電流が
増大する。以上の過程がくり返され、Llは定電流駆動
される。なお、第4図は上記回路動作に゛おけるRfの
両端の電圧vfの様子を示したものである。同図のA点
はTR3がオフからオンになったタイミングであり、B
点はTR3がオンからオフになったタイミングである。
同図からvfがB点で麦工、に急変して、かつその後積
分回路R,Cによシ徐々に低下してA点で基準電圧より
低下すると再び増大することがわかる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の回路ではRfの両端の電圧v
fが積分回路を介して変動の少ない電圧に変換された後
COMPで基準電圧と比較されていたので実際の検出電
圧と異なる電圧が基準電圧と比較されることとなシ、基
準電圧に従うステッピングモータの正確な定電流駆動が
行なうことができないという欠点があった。また、誤差
の少ない定電流駆動とするために積分回路の時定数を小
さくすると、チョッピング周波数が高くなると共に不安
定になり、TR3のスイッチングロスが増大してしまう
という問題点があった。
本発明はこれらの問題点を解決するためのもので、安定
かつ正確な定電流駆動を行なうことができるステッピン
グモータ駆動回路を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記問題点を解決するために、相互に電磁結合
のある巻線を有するステッピングモータであって、前記
巻線から得られる検出電圧と所定の基準電圧とを比較し
、その比較結果に従って前記ステッピングモータの駆動
電圧を調整して前記ステッピングモータを定電流駆動さ
せるステッピングモータ駆動回路において、前記巻線間
の電磁結合の度合に従って前記基準電圧を変動させる手
段を具備したことに特徴がある。
(作用) 以上のような構成を有する本発明によれば、ステッピン
グモータの巻線から得られる検出電圧と所定の基準電圧
とを比較して、その比較結果に従ってスイッチング動作
してステッピングモータを定電流駆動させるチョツ・母
方式の駆動回路において、前記基準電圧がステッピング
モータの巻線間の電磁結合の度合に従って変動する。た
だし、変動する起因として、変動した後の基準電圧はそ
の電圧の最大値v1uと最小値vsLO間にKV 、 
u)V 3L(Kは1>K>0で、巻線間の電磁結合の
度合で定まる定数)という関係を満足するように定めら
れた変動係数によっても変動する。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。ここ
で、実際同図のものと同じ回路がもう一組あって、それ
と合わせてステッピングモータは駆動される。同図にお
いて、モータ駆動用電源+E1はスイッチングトランジ
スタTR3のエミッタ、コレクタを通してステッピング
モータの励磁巻線Ll、L2の共通端子に供給される。
Ll。
L2は1つの鉄心に同一方向に巻かれ真中から共通端子
が出されている。Ll、L2の他の端子は相励磁用トラ
ンジスタTRI 、 TR2のコレクタに各々接続され
、入力端子1.2の相励磁信号によって選択的に駆動さ
れる。TRI 、 TR2のエミッタは電流検出用抵抗
Rfの一端に共通接続され、Rfに生じ7’c t E
E VfはコンパレータCOMPIの一方の入力端子に
接続される。抵抗R6はTR5を駆動するだめに設けら
れておシ、TR5は非反転増幅器AMP 1の増幅度を
切替える為に設けられている。非反転増幅器AMP 1
の正側入力端子には基準入力電圧Viが与えられる。非
反転増幅器AMPIと抵抗R1,R2,R3は基準入力
電圧Viからコンパレータの基準電圧v8を得るために
設けられており、AMP 1の出力はCOMP 1の他
方の入力端子に接続される。抵抗R4を介した一定電圧
E2はCOMPIがオープンコレクタの場合にトランジ
スタTR4を駆動するための電圧である。抵抗R5とT
R4はCOMPIの出力増幅と信号極性を調整するよう
に設けられている。なお、D1〜D3は誘導負荷である
Ll、L2の逆起電流を通すためのダイオードである。
次に、本実施例の動作について説明する。
COMPIの出力は、COMPIがオフの時は高電圧。
オンの時は低電圧(はぼQV)の2通りの状態をとる。
COMPIオフの状態ではTR4、TR3がオンになり
、巻線L1またはL2には電源+E1より電力が供給さ
れる。そして、Rfには巻線電流に比例した電圧vfが
発生し、COMPIの一方の人、力端子の入力電圧が増
加していく。このときTR5はオン状態であり、TR5
のオン電圧を無視できるものとする。
このときのCOMPIの基準電圧vsの最大値をvsu
とすると、Vsuは次の式で表わされる。
V7が増加していきv3uの値を越えたときCOMPI
がオンしてTR4、TR3がオフとなり、巻線L1また
はL2には電源から電力は供給されずそれまで巻線に流
れていた電流が、従来例で説明したと同様にD2または
Dlを通るループを回って流q(る。
この時COMPIはオン状態になっており、TR5はオ
フ状態であるから、このときのCOMPIの基準電圧V
、の最小値をVSt、とすると、VSt、は次の式で表
わされる。
、V7が減少していき”SLより小さくなったときCO
MP 1がオフし、TR4、TR3をオンにして再びL
lまたはL2に流れる電流が増大する。以上の過程がく
り返されLl又はL2は定電流駆動される。
さて、ここで次の関係を満たすように各抵抗値を選lぶ
そうすると(2)式は次のように書き直せる。
COMPIオフ時の基準電圧をv3u、オン時の基準電
圧をVSLに設定すれば、巻線電流はv3u//Rfと
VsL/Rfの間で変化することになる。前述したよう
にコン7ぐレータCOMP1カオンニナっテTR4、T
R3□がオフになった瞬間に巻線は、電源から切シ離さ
れると、巻線L1.L2の電磁結合により巻線電流は今
までLlまたは、L2に流れていた電流値の捧即ち11
12 V、u/Rfまで急減し、電流検出電圧V7も−
”suまで急減する。しかしながら’ 2 vsuまで
急減しただけではCOMPIはオフになれず、さらに了
αv1に相当するだけ電流が減少し、■8Lのレベルに
達してはじめてCOMPIはオンからオフに変化する。
またCOMPIがオフになってTR4、TR3がオンに
なった瞬間に巻線電流は今までLL、L2に流れていた
電流の2倍即ち(vsu−αV+ ) / Rfまで急
増し電流検出電圧V7も”su−α■1まで急増する。
さらに、αV、に相当するだけ電流が増加し、v3uの
レベルに達してはじめてCOMPIはオフからオンに変
化する。このαviによるヒステリシス電圧と電流検出
電圧Vfの関係を第2図に示す。同図において、A点は
TR3がオフからオンになったタイミングであり、8点
はTR3がオンからオフになったタイミングである。
なお、上記(4)式の係数1は一般に巻線間の電磁結合
の度合で変化し、一般にはK(0<K<1)となる。ま
た、本実施例においては巻線間の電磁結合が密で電流急
変が捧である場合について説明したが、これに限らない
ことは言うまでもない。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、巻線に流
れる電流検出電圧を積分回路を介さずにコンノ2レータ
に接続しているため正確な定電流駆動が行えると共にヒ
ステリシスの効果により安定な回路動作が可能となるス
テッピング駆動回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は本実
施例におけるチヲツパ電圧波形を示す図、第3図は従来
のステッピングモータ駆動回路を示す回路図、第4図は
従来例におけるチョツ・母電圧波形を示す図である。 Ll、L2・・・ステッピングモータ巻線、COMPI
・・・コン7ぜレータ、 TRI〜TR5・・・スイツ
チンクトランゾスタ、DI−D3・・・ダイオード、R
,R1〜R6・・・抵抗、Rf・・・電流検出抵抗、C
・・・コンデンサ、+E1.+E2・・・電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 相互に電磁結合のある巻線を有するステッピングモータ
    であって、前記巻線から得られる検出電圧と所定の基準
    電圧とを比較し、その比較結果に従って前記ステッピン
    グモータの駆動電圧を調整して前記ステッピングモータ
    を定電流駆動させるステッピングモータ駆動回路におい
    て、 前記巻線間の電磁結合の度合に従って前記基準電圧を変
    動させる手段を含み、 前記手段における変動係数を、変動した前記基準電圧の
    最大値V_s_uと最小値V_s_lの間にKV_s_
    u>V_s_l(Kは1>K>0で、前記巻線間の電磁
    結合の度合で定まる定数)という関係を満足するように
    定めたことを特徴とするステッピングモータ駆動回路。
JP18187485A 1985-08-21 1985-08-21 ステツピングモ−タ駆動回路 Pending JPS6244099A (ja)

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