JPS6258899A - ステツプモ−タの安定化方法および装置 - Google Patents
ステツプモ−タの安定化方法および装置Info
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- JPS6258899A JPS6258899A JP61206052A JP20605286A JPS6258899A JP S6258899 A JPS6258899 A JP S6258899A JP 61206052 A JP61206052 A JP 61206052A JP 20605286 A JP20605286 A JP 20605286A JP S6258899 A JPS6258899 A JP S6258899A
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- 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 of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
-
- 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 of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/34—Monitoring operation
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】
（発明の分野）
本発明はステップモータの制御に関し、特にチョッピン
グ駆動により作動されるときにモータの中間速度におけ
る不安定性を減じる新規な方法および装置に関する。
グ駆動により作動されるときにモータの中間速度におけ
る不安定性を減じる新規な方法および装置に関する。
（背景技術）
：２．７− ン７’モータは１増分運動を提供する装置
として知られており、また精密な位置調整が望まれる機
器に広く使用されている。このようなモータはロータと
ステータとを含み、ステータは突出した複数の極を有し
、核種は核種に巻かれたコイルを流れる電流により付勢
される。コイルは、少なくとも２つの電気的位相を提供
するように配着される。ロータはステータの極でもって
磁束結合される少なくとも一対のＮ極、Ｓ極を含み、そ
の結果位相の継続的な付勢がロータの増分すなわち段階
的な回転運動を提供する。
として知られており、また精密な位置調整が望まれる機
器に広く使用されている。このようなモータはロータと
ステータとを含み、ステータは突出した複数の極を有し
、核種は核種に巻かれたコイルを流れる電流により付勢
される。コイルは、少なくとも２つの電気的位相を提供
するように配着される。ロータはステータの極でもって
磁束結合される少なくとも一対のＮ極、Ｓ極を含み、そ
の結果位相の継続的な付勢がロータの増分すなわち段階
的な回転運動を提供する。
複数のステップモータおよびそれらの運転システムはモ
ータ軸でのトルク変調の形の不安定性をしばしば現わし
、この現象は毎秒１０００〜４０００ステップ間の速度
で一般に生じる。この正確な範囲は、モータ、モータ駆
動システムおよび作動される負荷に依存する。不安定の
範囲内では、モータのトルクは、速度特性と比較して、
トルクにおいて突然の減少を現わし、極端な場合にはさ
らに同期を失い、失速する。この中間範囲の不安定性を
減少させる１つの接近は、軸を機械的に減衰させること
である。これはいくつかの応用においては充分であるが
、機械的な減衰が有効な実用的トルクを減少させること
から一般には不利である。
ータ軸でのトルク変調の形の不安定性をしばしば現わし
、この現象は毎秒１０００〜４０００ステップ間の速度
で一般に生じる。この正確な範囲は、モータ、モータ駆
動システムおよび作動される負荷に依存する。不安定の
範囲内では、モータのトルクは、速度特性と比較して、
トルクにおいて突然の減少を現わし、極端な場合にはさ
らに同期を失い、失速する。この中間範囲の不安定性を
減少させる１つの接近は、軸を機械的に減衰させること
である。これはいくつかの応用においては充分であるが
、機械的な減衰が有効な実用的トルクを減少させること
から一般には不利である。
本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４．０８１，７
３６号明細書には、ステップモータにおける中間範囲の
安定性のためのデジタル回路が記載されている。この回
路は、付勢の変化後に減衰電流の大きさを測定し、ロー
タがステータの磁場速度より大きいまたは小さい速度で
移動しているか否かに依存して次の付勢前の時間間隔を
増大させるか減少させる。この回路は充分に作動するが
、操作のためのマイクロプロセッサを必要とする。
３６号明細書には、ステップモータにおける中間範囲の
安定性のためのデジタル回路が記載されている。この回
路は、付勢の変化後に減衰電流の大きさを測定し、ロー
タがステータの磁場速度より大きいまたは小さい速度で
移動しているか否かに依存して次の付勢前の時間間隔を
増大させるか減少させる。この回路は充分に作動するが
、操作のためのマイクロプロセッサを必要とする。
（発明の概要）
本発明は、マイクロプロセッサを用いることなく、中間
速度範囲を越えてステップモータを充分に安定させる、
中間範囲の安定化のための簡単な方法および装置を提供
する。これは、モータが受ける電流のプロファイルを修
正することによりなされる。
速度範囲を越えてステップモータを充分に安定させる、
中間範囲の安定化のための簡単な方法および装置を提供
する。これは、モータが受ける電流のプロファイルを修
正することによりなされる。
図面を参照するに、第１図は、モータが中間範囲すなわ
ち不安定の範囲以下で運転されているときのモータロー
タの全ステップをステップモータの１つの位相内の電流
（”工”）対時間（”Ｔ”）の関係としてグラフ的に示
す、全ステップは、最大電流”Ｉ ｔｈ”に達する時刻
”ＴＩ”、”Ｔ２”間におかれている。通常、ステップ
モータシステムは、この電流のプロファイルが存在する
とき比較的安定である。
ち不安定の範囲以下で運転されているときのモータロー
タの全ステップをステップモータの１つの位相内の電流
（”工”）対時間（”Ｔ”）の関係としてグラフ的に示
す、全ステップは、最大電流”Ｉ ｔｈ”に達する時刻
”ＴＩ”、”Ｔ２”間におかれている。通常、ステップ
モータシステムは、この電流のプロファイルが存在する
とき比較的安定である。
第２図（ａ）は、不安定性のモータ範囲内で通常の駆動
をされるステップモータの単一ステップの電流プロファ
イルを示す。ここに、モータを駆動させるパルスは、チ
ョッピングの効果をもたらすことができないような速さ
である。このタイプのモータプロファイルでは、上記の
不安定性の問題を導く。
をされるステップモータの単一ステップの電流プロファ
イルを示す。ここに、モータを駆動させるパルスは、チ
ョッピングの効果をもたらすことができないような速さ
である。このタイプのモータプロファイルでは、上記の
不安定性の問題を導く。
第２図（ｂ）は、本発明により修正された電流プロファ
イルを示す。ここに、最大電流値”Ｉ ｔｈ”のレベル
は、チョッピングを許し、従って不安定性の問題を克服
するように充分に減じられる。上記の中間範囲を越える
モータ速度では、電流プロファイルは、モータにより発
生された逆起電力のためにほとんどサイン波になり１モ
ータはたとえチョッピングを適用することができないよ
うな大きさのパルス比の高速度であってもであっても安
定化する。
イルを示す。ここに、最大電流値”Ｉ ｔｈ”のレベル
は、チョッピングを許し、従って不安定性の問題を克服
するように充分に減じられる。上記の中間範囲を越える
モータ速度では、電流プロファイルは、モータにより発
生された逆起電力のためにほとんどサイン波になり１モ
ータはたとえチョッピングを適用することができないよ
うな大きさのパルス比の高速度であってもであっても安
定化する。
第３図は、毎秒２０００〜４０００ステツプを越える不
安定性の範囲を有するステップモータに適用した本発明
の例を示す０本発明では、毎秒２０００ステツプの値で
”Ｉ ｔｈ”が減少を開始し、その後毎秒４０００ステ
ツプで”Ｉ ｔｈ″が最大値に反転されるまでモータ速
度の増大につれて”Ｉ ｔｈ”が漸次減少するように適
用される。
安定性の範囲を有するステップモータに適用した本発明
の例を示す０本発明では、毎秒２０００ステツプの値で
”Ｉ ｔｈ”が減少を開始し、その後毎秒４０００ステ
ツプで”Ｉ ｔｈ″が最大値に反転されるまでモータ速
度の増大につれて”Ｉ ｔｈ”が漸次減少するように適
用される。
第４図は、２相ステップモータ駆動システムに通用され
た本発明の回路１０のブロンク図である。システムの通
常の部分において、アイソレータ兼信号調整器１１は、
予め定められた増分で移動することをモータに指令する
パルスと、前記モータの回転方向を意味する方向情報と
を入力として受け、モータの回転方向が時計方向である
か反時計方向であるかに依存する出力を前記パルスとと
もに加減カウンタ１２へ供給する。加減カラ／り１２は
、前記モータの回転方向に応じて加算状態または減算状
態で前記パルスを係数する。加減カウンタ１２の出力は
、モータ位相のスイ・、チングシーケンスを決定するス
テンプロジンク回路１３．１４ヘアドレス信号として供
給される。ステ、プロシック回路１３．１４は、前記ス
インチングシーケンスに対応するデジタル信号を記憶し
ており、Ｉ′ｉ７Ｊ記アドレス信号により指定された記
憶部内のデジタル信号をデジタル−アナログ変換器１５
．１６へ供給する。デジタル−アナログ変換４２１５
、１６は、入力する前記デジタル信号を、それぞれアナ
ログ参照信号”ＶＩＡ″、“Ｖ ＩＢ”に変換した後、
それぞれモータ電流制御器１７．１８に供給する。参照
信号”ＶＩＡ”、”ＶＩＢ”の大きさは同じであるが２
時間は移動されている。モータ電流制御器１７．１８は
、それぞれモータ位相”Ａ”、”Ｂ”すなわちモータの
各相を構成する巻線へ供給される電流のレベルを制御し
、低モータ速度での電流チョッピング作用を与える。
た本発明の回路１０のブロンク図である。システムの通
常の部分において、アイソレータ兼信号調整器１１は、
予め定められた増分で移動することをモータに指令する
パルスと、前記モータの回転方向を意味する方向情報と
を入力として受け、モータの回転方向が時計方向である
か反時計方向であるかに依存する出力を前記パルスとと
もに加減カウンタ１２へ供給する。加減カラ／り１２は
、前記モータの回転方向に応じて加算状態または減算状
態で前記パルスを係数する。加減カウンタ１２の出力は
、モータ位相のスイ・、チングシーケンスを決定するス
テンプロジンク回路１３．１４ヘアドレス信号として供
給される。ステ、プロシック回路１３．１４は、前記ス
インチングシーケンスに対応するデジタル信号を記憶し
ており、Ｉ′ｉ７Ｊ記アドレス信号により指定された記
憶部内のデジタル信号をデジタル−アナログ変換器１５
．１６へ供給する。デジタル−アナログ変換４２１５
、１６は、入力する前記デジタル信号を、それぞれアナ
ログ参照信号”ＶＩＡ″、“Ｖ ＩＢ”に変換した後、
それぞれモータ電流制御器１７．１８に供給する。参照
信号”ＶＩＡ”、”ＶＩＢ”の大きさは同じであるが２
時間は移動されている。モータ電流制御器１７．１８は
、それぞれモータ位相”Ａ”、”Ｂ”すなわちモータの
各相を構成する巻線へ供給される電流のレベルを制御し
、低モータ速度での電流チョッピング作用を与える。
本発明の回路１０は、入力する参照信号”ＶＩＡ”を所
定の波形に変換する信号調整器１９を含む。信号調整器
１９の出力は、入力信号の周波数に比例した電圧出力を
発生する周波数−電圧変換器２０に入力される。周波数
−電圧変換器２０の電圧出力は起動兼割込み禁止回路２
１に入力され、該起動兼側込み禁止回路２１は参照信号
”ＶＩＡ”のレベルにより示されたモータの周波数が不
安定範囲内のとき、電圧クランプ回路２２に信号を供給
し、該電圧クランプ回路２２は参ＩＩＱ信号″ＶＩＡ”
、”ＶＩＢ″のレベルを制限し、それにょリモータ電流
のレベルにチョンピング作用を与え、モータを安定させ
る。起動、非起動が生じる速度は駆動させるモータに依
存して手動で設定することができ、また制限は起動兼割
込み禁止回路２２中に作ることができる。第３図に示す
ように、参照信号”ＶＩＡ”、”ＶＩＢ”のレベルは、
モータの速度が不安定性の範囲を経て増大されるように
増加して制限される。
定の波形に変換する信号調整器１９を含む。信号調整器
１９の出力は、入力信号の周波数に比例した電圧出力を
発生する周波数−電圧変換器２０に入力される。周波数
−電圧変換器２０の電圧出力は起動兼割込み禁止回路２
１に入力され、該起動兼側込み禁止回路２１は参照信号
”ＶＩＡ”のレベルにより示されたモータの周波数が不
安定範囲内のとき、電圧クランプ回路２２に信号を供給
し、該電圧クランプ回路２２は参ＩＩＱ信号″ＶＩＡ”
、”ＶＩＢ″のレベルを制限し、それにょリモータ電流
のレベルにチョンピング作用を与え、モータを安定させ
る。起動、非起動が生じる速度は駆動させるモータに依
存して手動で設定することができ、また制限は起動兼割
込み禁止回路２２中に作ることができる。第３図に示す
ように、参照信号”ＶＩＡ”、”ＶＩＢ”のレベルは、
モータの速度が不安定性の範囲を経て増大されるように
増加して制限される。
上記の実施例はステップモータにおける中間範囲の安定
化を得るための一般的な方法および装置であることが理
解されるであろう０本発明は２相ステップモータに適用
されるものとして記載したが、２相以外の他の多層ステ
ップモータにも適用することができることは理解される
であろう。
化を得るための一般的な方法および装置であることが理
解されるであろう０本発明は２相ステップモータに適用
されるものとして記載したが、２相以外の他の多層ステ
ップモータにも適用することができることは理解される
であろう。
特許請求の範囲は、ここに記載された本発明の一般的お
よび特殊な特徴の全て、および用語の本質上一般的およ
び特殊な特徴の中に入る本発明の範囲の全ての陳述を包
含することを意図する。
よび特殊な特徴の全て、および用語の本質上一般的およ
び特殊な特徴の中に入る本発明の範囲の全ての陳述を包
含することを意図する。
第１図は中間範囲以下でのステップモータの運転電流の
プロファイルを示す図、第２図（ａ）は中間範囲内での
、ステップモータの運転電流のプロファイルを示す図、
第２図（ｂ）は本発明に従って修正された電流のプロフ
ァイルを示す図、第３図は毎秒２０００〜４０００ステ
ツプを越える不安定性の範囲を有するステップモータに
本発明を適用したときのモータ電流の波形を示す図、第
４図は２相ステップモータ駆動システムに適用された本
発明の回路のブロック図である。 １３．１４：参照信号を発生するステップロジック回路
。 １７．１８：モータ電流制御器。 １９：信号調整器、２０：周波数−電圧変換器、２１：
起動兼割込み禁止回路、 ２２：電圧クランプ回路。
プロファイルを示す図、第２図（ａ）は中間範囲内での
、ステップモータの運転電流のプロファイルを示す図、
第２図（ｂ）は本発明に従って修正された電流のプロフ
ァイルを示す図、第３図は毎秒２０００〜４０００ステ
ツプを越える不安定性の範囲を有するステップモータに
本発明を適用したときのモータ電流の波形を示す図、第
４図は２相ステップモータ駆動システムに適用された本
発明の回路のブロック図である。 １３．１４：参照信号を発生するステップロジック回路
。 １７．１８：モータ電流制御器。 １９：信号調整器、２０：周波数−電圧変換器、２１：
起動兼割込み禁止回路、 ２２：電圧クランプ回路。
Claims (8)
- （１）参照信号入力に応答し、モータへの電流のレベル
を前記参照信号に比例させるモータ電流制御器を有する
、前記モータの中間範囲速度を安定化させる多相ステッ
プモータの制御方法であって、 （ａ）前記参照信号のレベルを測定し、 （ｂ）前記モータが中間速度範囲で運転されているとき
に、前記モータ電流制御器が電流チョッピング作用を与
えるように前記参照信号のレベルを制限する、 多相ステップモータの制御方法。 - （２）第１および第２の参照信号入力に応答し、かつ、
モータへの電流のレベルを前記参照信号に比例させるモ
ータ電流制御器を有する、前記モータの中間範囲速度を
安定化させる２相ステップモータの制御方法であって、 （ａ）前記参照信号のレベルを測定し、 （ｂ）前記モータが中間速度範囲で運転されているとき
に、前記モータ電流制御器が電流チョッピング作用を与
えるように前記参照信号のレベルを制限する、 ２相ステップモータの制御方法。 - （３）参照信号入力に応答し、かつ、モータへの電流の
レベルを前記参照信号に比例させるモータ電流制御器を
有する、前記モータの中間範囲速度を安定化させる多相
ステップモータの制御装置であって、 （ａ）前記参照信号のレベルを測定する手段と、 （ｂ）前記モータが中間速度範囲で運転されているとき
に、前記モータ電流制御器が電流チョッピング作用を与
えるように前記参照信号のレベルを制限する手段と、 を含む、多相ステップモータの制御装置。 - （４）前記参照信号のレベルを制限する前記手段は、前
記参照信号のレベルを測定する前記手段からの信号が入
力され、前記参照信号に関連して接続された−−電圧ク
ランプ回路を含む，特許請求の範囲第（３）項に記載の
制御装置。 - （５）前記参照信号のレベルを測定する前記手段は、 （ａ）前記参照信号の１つを入力として有する信号調整
器と、 （ｂ）前記信号調整器の出力を入力として有し、前記電
圧クランプ回路に入力を与える周波数−電圧変換器と、 を備える、特許請求の範囲第（４）項に記載の制御装置
。 - （６）第１および第２の参照信号入力に応答し、かつ、
モータへの電流のレベルを前記参照信号に比例させるモ
ータ電流制御器を有する、前記モータの中間範囲速度を
安定化させる多相ステップモータの制御装置であつて、 （ａ）前記参照信号のレベルを測定する手段と、 （ｂ）前記モータが中間速度範囲で運転されているとき
に、前記モータ電流制御器が電流チョッピング作用を与
えるように前記参照信号のレベルを制限する手段と、 を含む、多相ステップモータの制御装置。 - （７）前記参照信号のレベルを制限する前記手段は、前
記参照信号のレベルを測定する前記手段からの信号が入
力され、前記参照信号に関連して接続された−−電圧ク
ランプ回路を含む、特許請求の範囲第（６）項に記載の
制御装置。 - （８）前記参照信号のレベルを測定する前記手段は、 （ａ）前記参照信号の１つを入力として有する信号調整
器と、 （ｂ）前記信号調整器の出力を入力として有し、前記電
圧クランプ回路に入力を与える周波数−電圧変換器と、 を備える、特許請求の範囲第（７）項に記載の制御装置
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US772124 | 1985-09-03 | ||
| US06/772,124 US4647829A (en) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Means and method for stepping motor stabilization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6258899A true JPS6258899A (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=25093993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206052A Pending JPS6258899A (ja) | 1985-09-03 | 1986-09-03 | ステツプモ−タの安定化方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647829A (ja) |
| EP (1) | EP0220814B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6258899A (ja) |
| DE (1) | DE3686020T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332396A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-12 | Sharp Corp | ステッピングモータ駆動装置 |
| US5105140A (en) * | 1990-01-11 | 1992-04-14 | Baxer International Inc. | Peristaltic pump motor drive |
| GB2332309A (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-16 | Mad Lighting Ltd | Stepper motor controller |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1459179A (en) * | 1972-12-06 | 1976-12-22 | Wickman Mach Tool Sales Ltd | Drive circuits for stepping motors |
| DE2348121A1 (de) * | 1973-09-25 | 1975-04-03 | Gerhard Berger Fabrikation Ele | Ansteuer-schaltungsanordnung fuer schrittmotore zur vermeidung von drehmomentluecken im ganzen schrittfrequenzbereich |
| GB1525384A (en) * | 1974-09-25 | 1978-09-20 | Nat Res Dev | Electric stepper motors |
| US4081736A (en) * | 1976-07-09 | 1978-03-28 | The Superior Electric Company | Open loop motor stabilization method and circuit |
| US4455520A (en) * | 1981-05-29 | 1984-06-19 | Compumotor Corporation | Method and means for stable operation of a synchronous motor |
| US4446412A (en) * | 1981-11-09 | 1984-05-01 | Computervision Corporation | Method and apparatus for controlling stepper motors |
| JPS58192497A (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-09 | Shinko Electric Co Ltd | パルスモ−タの駆動方法 |
| JPS59159700A (ja) * | 1983-03-03 | 1984-09-10 | Toshiba Corp | ステツプモ−タ駆動制御回路 |
-
1985
- 1985-09-03 US US06/772,124 patent/US4647829A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-08-28 EP EP86306647A patent/EP0220814B1/en not_active Expired
- 1986-08-28 DE DE8686306647T patent/DE3686020T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-03 JP JP61206052A patent/JPS6258899A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4647829A (en) | 1987-03-03 |
| EP0220814A3 (en) | 1988-03-30 |
| DE3686020T2 (de) | 1993-03-04 |
| EP0220814B1 (en) | 1992-07-15 |
| DE3686020D1 (ja) | 1992-08-20 |
| EP0220814A2 (en) | 1987-05-06 |
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