JPS63110998A - パルスモ−タ駆動方法 - 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】 （技術分野〕 本発明は事務機や家庭電気製品等における一般的用途に
適したパルスモータの駆動方法に関する。

〔従来技術〕

パルスモータを停止位置が不明な初期状態から駆動開始
する場合の従来の駆動方法として、ホームポジションを
検知するセンサを設けておき、ホームポジションを検知
するまで自起動励磁で所定方向に回転させ、ホームポジ
ション検知後所定の駆動に入る方法が一般に探用されて
いる。

この従来の駆動方法では、センサでホームポジションを
検知するまではパルス数や駆動したい機器との相対的動
きなどを管理する必要がなくしかも確実な駆動が得られ
るという利点があるが、センサ自体が高価であるため装
置コストが嵩むという問題並びに初期駆動を自起動パル
スレートで駆動せねばならずスピードアップを図れない
という問題があった。

そこで、従来、センサを用いない駆動方法として、最大
駆動範囲以上の動きを与える自起動パルスを与え、余分
に動こうとする場合はストー／パに当接させて脱調さ廿
、所定のパルスで駆動した後、既定のパルス数逆転させ
、その場所すなわちストッパから該パルス数に対応した
既定量離れた位置をホームポジションとし、この位置か
ら実際の駆動に入る方法が提案されている。

しかし、この駆動方法においても、初期駆動を自起動パ
ルスレートで動かさなければならず、スピードアップが
図れないという問題があった。また、自起動パルスレー
トの高トルク領域でストッバに当接させて脱調させるた
めには、該ストッパを強固なものにする必要がある。

さらに、この駆動方法では、確実な動作を得るために最
大駆動範囲に対して相当量余分の駆動が得られるパルス
数で駆動する必要があり、また、移動範囲の狭い位置か
ら初期駆動を行った場合相当数余分のパルス数でストッ
パに当接させて駆動するので大きな騒音が発生するとい
う問題もあった。

上記問題を除去するために初期駆動を通常の加減速駆動
で行う方法が考えられるが、初期停止相が不明な状態で
所定の相から駆動して行く加減速駆動では、パルスモー
タに対して減衰効果が得られる適正負荷が与えられない
限り駆動することができず、この負荷の管理が難しく信
頼性に乏しいものであり、また駆動範囲において負荷が
変動するものでは実施が困難である。

停止相が不明な状態において所定の相から駆動していく
時の動作を、４相モータの場合を例にとって第４図を参
照して以下に説明する。

第４図において、励磁順序は１相、２相、３相、４相と
順番に励磁するとし、（Ａ）の場合はロータが当初ｌ相
に位置する場合、（Ｂ）の場合はロータが当初２相に位
置する場合、（Ｃ）の場合は３相に位置する場合、（Ｄ
）は４相に位置する場合を示し、それぞれ初期位置から
の動き（回転方法）が矢印で示されている。

（Ａ）の場合は、ロータが１相に位置しているので、１
相励磁時は動かず、次の２相励磁時から意図した回転方
向に動いて行く。

（Ｂ）の場合は、ロータが２相に位置しているので、ｌ
相励磁時には位置的に最も近い１相に励磁され意図した
方向と反対の逆方向に回転し、次の２相励磁時から意図
した方向に回転していく。

（Ｃ）の場合は、ロータが３相に位置しているので、１
相励磁時、前の１相と次の１相とで引張り合いロータは
動かずに３相に留まり、次の２相励磁時位置的に最も近
い２相に励磁され意図した方向とは反対の逆方向に回転
し、次の３相励磁から意図した方向に回転していく。

（Ｄ）の場合は、ロータが４相に位置しているので、１
相励磁時、位置的に最も近い次の１相に励磁され最初か
ら意図した方向に回転していく。

このように、上記（Ａ）および（Ｄ）の状態では意図し
た回転方向の一方向に回転していくが、上記（Ｂ）およ
び（Ｃ）の場合はロータが一番近い相に励磁されるとい
うことから、意図した方向とは逆の方向に回転した後方
向転換して意図した方向に回転することになる。

この（Ｂ）および（Ｃ）のように方向転換する場合は、
ロータは慣性に打勝って方向転換しなければならず、低
トルクのパルスレートでは脱調してしまうし、高トルク
のパルスレートであってもロータは大きく振動していて
このまま加速していっても共振点で脱調してしまうこと
がある。

〔目的〕

本発明は上記従来技術の問題点を解決でき、センサを用
いないでホームポジションへ至るまでの初期駆動を確実
に行うことができ、しかも安価で信頼性の高い手段で実
施できるパルスモータ駆動方法を提供することである。

〔目的達成のための手段〕

本発明は、ステップモータを構成している励磁相の数と
同数のステップにわたって自起動励磁で所定の回転方向
に駆動した後、ロータの振動が減衰するまでホールドし
、その後所定の加速駆動を行うパルスモータ駆動方法に
より、上記目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明方法を具体的に説明する。

第１図の（Ａ）は従来の加減速度の変化（上段）および
パルスレートの変化（下段）を示し、第１図の（Ｂ）は
本発明方法を実施したときの加減速度の変化（上段）お
よびパルスレートの変化（下段）を示す。

モータは４相モータの場合を示し、１相、２相、３相、
４相の順で励磁して行く場合の実施例である。

加速時および減速時に順次パルスレートが変化してい〈
従来のパルスモータに対して、本発明では４相モータの
相数と同数のステップすなわち４ステツプ高トルクの一
定の自起動パルスレートで励磁し、４ステツプ目（４相
目）において加速時の共振による脱調が生じないようロ
ータの振動が減衰するまでホールドし、その後従来の加
速方法で速度を上げていく駆動方法が採用される。

前記ホールドの時間は、ロータの大きさ、モータのトル
ク特性あるいは自起動駆動の速度などに基いて決められ
る。

また、４ステツプの自起動励磁を行うことによって、最
初どの相で停止していても一方向に（意図した回転方向
に）回転させるステップ数を２ステツプ以上とることが
でき、意図した方向への加速を行うことができる。

すなわち、低トルクパルスレートの場合、第４図の（Ｂ
）および（Ｃ）ように逆転後正転に動く時の最初の１ス
テツプはロータの慣性による振動に打ち負けて正転方向
に動かないこともありうるが、次のステップで確実に正
転方向に回転して所定の相（実施例では４相）に位置す
るようになる。

次に、前述のような駆動方法を実施するための手段を説
明する。

第２図はパルスモータを制御するのに用いられる回路の
ブロック図である。

第２図において、符号１はＣＰＵを示し、このＣＰＵは
通常バッファメモリ等として用いられるＲＡＭおよびプ
ログラムを格納したＲＯＭを一体に構成した１チツプの
素子から成っている。

前記ＣＰＵＩは信号線８１〜Ｓ４を介してドライバー２
に駆動信号を与え、ドライバー２はパルスモータ４を制
御する。このドライバー２は、ＣＰＵＩからの論理レベ
ルの駆動信号をパルスモータ４の駆動に必要なレベルに
変換するもので、駆動電流は電源３から供給される。

パルスモータ４は４相のパルスモータであり、Φ１〜Φ
４の４つの励磁相を有している。

第３図は第２図の制御系で本発明のパルスモータ駆動方
法を実施する時のタイミングチャートである。

第３図において、まず、ＣＰＵＩは１ステツプから４ス
テツプまで周期ｔ１の自起動パルスレートでパルスモー
タ４を駆動する。ただし、４ステツプ目の周期ｔｌ後で
はすぐに次の加速動作には移らず、加速時共振による税
関が生じないよう、ロータの振動が減衰するまでｔ２時
間のホールド状態を保つ。然る後、ＣＰＵＩは時間ｔ３
の間でパルスモータ４を加速させて行き、次の時間ｔ４
ではパルスモータ４を定速で駆動する。

以上説明した本発明によるパルスモータ駆動方法によれ
ば、センサを用いることなく安価に装置を構成すること
ができ、しかも、モータに与えられる負荷に関係なく確
実な加減速駆動が得られ、ホームポジションまでの駆動
を低速の自起動駆動ではなく高速で駆動することが可能
になった。

また、駆動範囲が狭く早期にストッパに当接し、脱調パ
ルス数が多い場合でも低トルクパルスレートで脱調させ
るので、ストッパに過負荷がかからず、しかも確実にパ
ルス数に対応した動きがとれるようになった。したがっ
て、最大駆動範囲に対応するパルス数に対してあまり多
くないパルス数（本実施例では４ステツプ）をとればよ
く、強制的に行わせる脱調ステップ数を少なく設定でき
、脱調時の騒音を軽減させることができた。

なお、上記実施例では明瞭化のため一般的なパルスモー
タである４相モータについて説明したが、２相モータを
除き、３相あるいは５相モータに対しても本発明を同様
に通用でき、同様の作用効果が得られる。

また、上記実施例ではロータが各相の中心位者で停止し
ているものとして説明したが、実際にはロータが相と相
の間に停止している場合もあるが、その場合も以上の説
明と同じ動作および作用効果が得られる。

さらに、上記実施例ではパルスモータを１相励磁方法で
駆動したが、本発明は２相励磁方法あるいは１−２相励
磁方法など他の励磁方法で駆動する場合にも同様に通用
することができ、同様の作用、効果を奏することができ
る。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごと（、本発明によれば、セン
サを用いないで、ホームポジションへ至までの初期駆動
を確実に行うことができ、しかも安価で信頼性の高い手
段で実施できるパルスモータ駆動方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパルスモータ駆動方法を従来のパ
ルスモータ駆動方法と対比して示すタイミングチャート
、第２図は本発明方法を制御する回路のブロック図、第
３図は第２図の制御回路で本発明方法を実施するときの
タイミングチャート、第４図は各々の相に停止している
場合の初期駆動時のロータの動きを模式的に示す説明図
である。 １−・・・・・・・・−・ＣＰＵ、２・・−−−−・−
−−−・ドライバー、４−・−・・−・パルスモータ、
Φｌ〜Φ４・・・・−・・・・・・励磁相（ｌ相〜４相
）。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 制く　　　　　　盟趣

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ステップモータを構成している励磁相の数と同
   数のステップにわたって自起動励磁で所定の回転方向に
   駆動した後、ロータの振動が減衰するまでホールドし、
   その後所定の加速駆動を行うことを特徴とするパルスモ
   ータ駆動方法。