JPS6359792A - Step-out detection for motor - Google Patents
Step-out detection for motorInfo
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
C技術分野〕
本発明は、ステッピングモータなど、複数の励磁用主巻
線とロータとを備え、励磁用主巻線を順次駆動すること
によりロータからトルクを得る形式のモータにおける脱
調検出方法に関する。[Detailed Description of the Invention] Technical Field C] The present invention relates to a stepping motor, etc., which is provided with a plurality of excitation main windings and a rotor, and obtains torque from the rotor by sequentially driving the excitation main windings. This invention relates to a method for detecting step-out in a motor.
モータとして、複数の励磁用主巻線を有するステーク内
に、複数の磁極を有するロータを軸支し、前記励磁用主
巻線を所定の順序で駆動することにより前記ロータから
トルクを得る形式のものが使用されている。As a motor, a rotor having a plurality of magnetic poles is supported in a stake having a plurality of excitation main windings, and torque is obtained from the rotor by driving the excitation main windings in a predetermined order. things are used.
この種の典型例としてステッピングモータを挙げること
ができる。A stepping motor is a typical example of this type.
ステッピングモータは、複数の励磁相<mJ磁磁土主巻
線を有するステータの極歯とロータの磁極とを対峙させ
、各励磁相に一定の順序でパルスを入力することにより
前記ロータを一定角度(ステップ角)づつ回転させるよ
う構成されている。In a stepping motor, the pole teeth of a stator having a plurality of excitation phases <mJ magnetic clay main windings are opposed to the magnetic poles of a rotor, and pulses are input to each excitation phase in a certain order, thereby rotating the rotor at a certain angle ( (step angle).
したがって、ロータの初期位置からの回転角度は入力パ
ルスの数に比例し、回転速度はパルスの周波数(各励磁
相の駆動電流切替速度)によって制御される。Therefore, the rotation angle of the rotor from its initial position is proportional to the number of input pulses, and the rotation speed is controlled by the frequency of the pulses (drive current switching speed of each excitation phase).
また、この種のステッピングモータの駆動方式としては
、各励磁相を1相づつ励磁する1−1相励磁、2相づつ
同時に励磁する2−2相励磁、あるいは1相励磁と2相
励磁を交互に繰返すタイプの1−2相励磁などが採用さ
れている。In addition, the driving method for this type of stepping motor is 1-1 phase excitation in which each excitation phase is excited one by one, 2-2 phase excitation in which two phases are simultaneously excited, or 1-phase excitation and 2-phase excitation are alternately performed. A type of 1-2 phase excitation that repeats 1-2 phases is adopted.
この糧のモータにおいては、負荷が過大な時や駆動速度
が異常に高い時には、モータが脱調しそうになる。すな
わち、ロータの動きと駆動電流のタイミングにずれが生
じ、該ロータの動きが遅れたり振動したりする現象が生
じそうになる。In this type of motor, when the load is excessive or the driving speed is abnormally high, the motor is likely to step out. That is, there is a lag between the timing of the rotor movement and the drive current, and the rotor movement is likely to be delayed or vibrate.
ところで、従来のこの種のモータにあっては、上記、税
調を検出する方法として、出力軸にエンコーダを取付け
ておき、該エンコーダからの位置信号を常時監視するな
どの方法が採用されていた。By the way, in conventional motors of this type, as a method for detecting the above-mentioned tax adjustment, a method such as attaching an encoder to the output shaft and constantly monitoring the position signal from the encoder has been adopted.
しかし、従来のモータの脱調検出方法では、エンコーダ
など特別の検出手段を設けるため構造が複雑になり、コ
ストも嵩むという問題、並びにモータが脱調したときは
これを検出できるが未然に脱調を防止することができな
いという問題があった。However, conventional motor step-out detection methods require special detection means such as encoders, making the structure complex and increasing costs. The problem was that it was impossible to prevent this.
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、簡単な構成でモータの脱調を未然に防ぐことができる
モータの税調検出方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a motor tax adjustment detection method that can solve the problems of the prior art and can prevent motor step-out with a simple configuration.
本発明は、コイルボビン内に励磁用主巻線の他に補助巻
線を設け、この補助巻線の誘起電圧を検出することによ
り税調検出を行う方法により、上記目的を達成するもの
である。The present invention achieves the above object by a method in which an auxiliary winding is provided in addition to the main excitation winding in a coil bobbin, and tax adjustment detection is performed by detecting the induced voltage of the auxiliary winding.
以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
第1図は本発明方法を実施するのに好適なステッピング
モータの構造を示し、第2図は第1図のモータの巻線構
成を示す。FIG. 1 shows the structure of a stepping motor suitable for carrying out the method of the present invention, and FIG. 2 shows the winding configuration of the motor of FIG.
第1図において、ケースを構成するステータユニット1
内にロータ2が回転自在に軸支され、該ロータの軸(出
力軸)3から駆動トルクが取出される。In Fig. 1, a stator unit 1 constituting the case
A rotor 2 is rotatably supported within the rotor, and driving torque is extracted from a shaft (output shaft) 3 of the rotor.
図示のステータユニット1は軸方向に隣接して配置され
た一対のステータ4.4で構成され、各ステータ4の内
部に巻線5が収納されている。The illustrated stator unit 1 is composed of a pair of stators 4.4 arranged adjacent to each other in the axial direction, and a winding 5 is housed inside each stator 4.
各巻線5.5は、コイルボビン6内に励磁用主巻線7(
第2図)の他に補助巻線8(第2図)を設けた構造を有
し、第1図に示すごとく、各ステータ4.4から主巻線
用リード線7Aおよび補助巻線用リード線8Aが引き出
されている。Each winding 5.5 is connected to an excitation main winding 7 (
It has a structure in which an auxiliary winding 8 (Fig. 2) is provided in addition to the main winding 8 (Fig. 2), and as shown in Fig. 1, from each stator 4.4 to the main winding lead 7A and the auxiliary winding lead. Line 8A is drawn out.
また、各ステータ4は内ステータ9および外ステータ1
0を組付けた構造を有し、これら内外のステータには磁
束通路を形成するための内ステータポール11および外
ステータボール12が形成されている。Furthermore, each stator 4 has an inner stator 9 and an outer stator 1.
The inner and outer stators are provided with inner stator poles 11 and outer stator balls 12 for forming magnetic flux paths.
一方、前記ロータ2の周面には前記各ステータポール1
1.12に所定隙間をもって対峙する磁極が設けられて
いる。On the other hand, each stator pole 1 is provided on the circumferential surface of the rotor 2.
1.12 are provided with magnetic poles facing each other with a predetermined gap.
第2図は4個の励磁相から成る巻線構成を示し、一方の
ステータ4には■相および■相を形成する励磁用主巻線
とA検出部を形成する補助巻線が設けられ、他のステー
タ4には■相および■相を形成する励磁用主巻線とB検
出部を形成する補助巻線が設けられている。FIG. 2 shows a winding configuration consisting of four excitation phases, and one stator 4 is provided with an excitation main winding forming the ■ phase and ■ phase and an auxiliary winding forming the A detection section. The other stator 4 is provided with an excitation main winding forming the ■ phase and ■ phase and an auxiliary winding forming the B detection section.
前記補助巻線8.8をコイルボビン6内に巻き込む場合
の巻き込み方法としては、次のような方法を採用するこ
とができる。As a winding method for winding the auxiliary winding 8.8 into the coil bobbin 6, the following method can be adopted.
(i)パイファイラー巻線などのように2本のwJ磁磁
土主巻線77を1つのコイルボビン6内へ同時に巻き込
んでいく場合には、これに1本加えて3本の巻線を同時
に巻き込むことにより補助巻線を得る方法。(i) When winding two wJ magnetic clay main windings 77 into one coil bobbin 6 at the same time, such as in a pie filer winding, three windings in addition to this are wound at the same time. How to obtain auxiliary winding by.
(ii)2本の励磁用主巻線7.7を巻き込んだ後に、
その上から補助巻線8を数ターン巻き込む方法。(ii) After winding the two excitation main windings 7.7,
A method of winding the auxiliary winding 8 several turns from above.
(iii )コイルボビン6を、第3図に示すごとく、
主巻線ボビン室13および補助巻線ボビン室14を別に
設けた構造とし、主巻線7.7と補助巻線8を別々の空
間に巻き込む方法。(iii) As shown in FIG. 3, the coil bobbin 6 is
A method in which the main winding bobbin chamber 13 and the auxiliary winding bobbin chamber 14 are provided separately, and the main winding 7.7 and the auxiliary winding 8 are wound in separate spaces.
本発明によるモータの脱調検出方法は、以上説明したご
とくコイルボビン6内に励磁用主巻線7の他に補助巻線
8を設けた構造のモータを使用し、この励磁用主巻線7
を通電励磁した時の前記補助巻線8の誘起電圧を検出す
ることにより、その波形から脱調の前兆の有無あるいは
脱調の有無を検出するものである。As explained above, the motor step-out detection method according to the present invention uses a motor having a structure in which an auxiliary winding 8 is provided in addition to the main excitation winding 7 in the coil bobbin 6.
By detecting the induced voltage in the auxiliary winding 8 when energized and excited, the presence or absence of a sign of step-out or the presence or absence of step-out is detected from the waveform.
以下、脱調検出方法を具体的に説明する。The step-out detection method will be specifically explained below.
主巻線7を励磁してモータ(ロータ2)を回転させた場
合、正常運転時の補助巻線8からの出力電圧は第4図の
ようになる。すなわち、第2図中のA検出部およびB検
出部ともその補助巻線8の出力電圧の波形が正規の正弦
波形をしている。When the main winding 7 is excited to rotate the motor (rotor 2), the output voltage from the auxiliary winding 8 during normal operation is as shown in FIG. That is, the waveform of the output voltage of the auxiliary winding 8 of both the A detection section and the B detection section in FIG. 2 has a regular sine waveform.
モータの負荷が増大すると、該モータは脱調しそうにな
り、その前兆が現れる。この時の補助巻線8からの誘起
出力電圧は第5図のようになる。As the load on the motor increases, the motor is likely to step out, and signs appear. The induced output voltage from the auxiliary winding 8 at this time is as shown in FIG.
すなわち負荷増大によりモータのロータ2の回転運動に
遅れや振動が生じ、補助巻線8からの出力電圧は、第5
図に示すごとく不規則に乱れた状態になり、位相および
波形ともに正常回転時の波形よりずれた波形になる。In other words, the increase in load causes delays and vibrations in the rotational movement of the motor rotor 2, and the output voltage from the auxiliary winding 8
As shown in the figure, it becomes irregularly disturbed, and both the phase and waveform become deviated from the waveform during normal rotation.
したがって、補助巻線8からの出力波形が第5図のよう
な状態になった場合、その波形の位相あるいは波形(波
高)を検出することにより、税調に近いことを検知する
ことができ、この検知信号に基いてモータ駆動電流を増
加してトルクを増したりあるいは駆動速度を低下させる
などの処置をとることにより、税調を回避することがで
きる。Therefore, when the output waveform from the auxiliary winding 8 is in the state shown in Figure 5, by detecting the phase or waveform (wave height) of the waveform, it is possible to detect that it is close to the tax adjustment. Tax adjustments can be avoided by taking measures such as increasing the motor drive current to increase the torque or reducing the drive speed based on the detection signal.
第6図は以上の脱調検出方法に基いてモータの脱調を回
避するための制御システムのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a control system for avoiding motor step-out based on the step-out detection method described above.
第6図において、モータ20の運転は、指令信号に基い
て駆動制御回路21を作動させ、該駆動制御回路からの
信号でドライブ回路22を駆動することにより、制御さ
れる。In FIG. 6, the operation of the motor 20 is controlled by operating a drive control circuit 21 based on a command signal and driving a drive circuit 22 with a signal from the drive control circuit.
モータ20が駆動されると、その補助巻線8からの誘起
出力電圧波形を位相レベル検出回路23へ導き、位相の
ずれや波高の変動などを検出する。When the motor 20 is driven, the induced output voltage waveform from the auxiliary winding 8 is guided to the phase level detection circuit 23 to detect phase shifts, wave height fluctuations, and the like.
この検出結果を判断回路24へ導き脱調の発生またはそ
の前兆の有無を判別する。This detection result is sent to the determination circuit 24 to determine whether or not synchronization has occurred or whether there is a sign thereof.
この判断回路24の判断結果により、前記ドライブ回路
22を電流制御してモータ20のトルクを制御したり、
前記駆動制御回路21をタイミング制御してモータ20
の回転速度を制御し、これによってモータ20の脱調を
回避する。Depending on the judgment result of the judgment circuit 24, the drive circuit 22 is current-controlled to control the torque of the motor 20,
The motor 20 is controlled by timing control of the drive control circuit 21.
The rotational speed of the motor 20 is controlled, thereby avoiding step-out of the motor 20.
第7図は第6図の制御システムの動作手順を示すフロー
チャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the operating procedure of the control system of FIG. 6.
第7図において、ステップ100でモータ20が駆動さ
れると、ステップ101で該モータの補助巻線8からの
誘起出力電圧の波形を取出し、ステップ102でこの取
出した波形を正常時の波形と比較し位相または波高等の
変化の有無を検出する。In FIG. 7, when the motor 20 is driven in step 100, the waveform of the induced output voltage from the auxiliary winding 8 of the motor is extracted in step 101, and the extracted waveform is compared with the normal waveform in step 102. and detects the presence or absence of a change in phase or wave height.
波形に変化が生じた時はステップ103へ進んでその変
化の程度や状態から脱調の有無または前兆の有無を判別
する。When a change occurs in the waveform, the process proceeds to step 103, where it is determined from the degree and state of the change whether there is a step-out or whether there is a precursor.
脱調の前兆があればステップ104へ進んでモータ駆動
電流を所定量増大させてトルクを高め、さらに、ステッ
プ105へ進んでモータ回転速度を所定量だけ低下させ
て負荷を軽減させる。If there is a sign of step-out, the process proceeds to step 104 to increase the motor drive current by a predetermined amount to increase the torque, and further proceeds to step 105 to reduce the motor rotational speed by a predetermined amount to reduce the load.
然る後、ステップ101へ戻って以上の動作を繰返す。After that, the process returns to step 101 and the above operations are repeated.
ステップ102で位相等に変化がない場合は、ここから
ステップ101へ戻り、変化の有無の判別を繰返す。If there is no change in the phase or the like in step 102, the process returns to step 101 and the determination of the presence or absence of a change is repeated.
ステップ103で変化は有るが脱調まで至らない場合は
、該変化の状態を繰返しチェックする。In step 103, if there is a change but it does not reach step-out, the state of the change is repeatedly checked.
以上説明したモータの脱調検出方法によれば、補助巻線
8を巻き込むとともに該補助巻線の出力波形から脱調の
前兆をソフトで検出し、自動的に税調を回避するよう構
成したので、簡単な構成で容易かつ確実にモータの脱調
を未然に防ぐことが可能になった。According to the motor step-out detection method described above, the auxiliary winding 8 is wound in, and a sign of step-out is detected by software from the output waveform of the auxiliary winding, and tax adjustment is automatically avoided. With a simple configuration, it is now possible to easily and reliably prevent motor step-out.
なお、図示の実施例では、2個(複数)のステータ4の
それぞれに補助巻線8を設けたが、この補助巻線はいず
れか1つのステータに設けるだけでも本発明を実施する
ことができる。In the illustrated embodiment, the auxiliary winding 8 is provided on each of the two (plural) stators 4, but the present invention can be carried out even if the auxiliary winding is provided on only one stator. .
また、本発明は、ステッピングモータの他、シンクロナ
スモータなどパルス電流でタイミング制御する形式のモ
ータであれば同様に通用することができる。In addition to stepping motors, the present invention can be similarly applied to any type of motor whose timing is controlled by pulse current, such as a synchronous motor.
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、簡単
な構成で、容易かつ確実に脱調を未然に防ぐことができ
るモータの脱調検出方法が提供される。As is clear from the above description, according to the present invention, there is provided a motor step-out detection method that can easily and reliably prevent step-out with a simple configuration.
第1図は本発明方法を実施するのに好適なステッピング
モータの一部破断斜視図、第2図は第1図のモータの巻
線構成を示す模式的配線図、第3図はコイルボビンの1
例を示す模式的斜視図、第4図は正常回転時の補助巻線
の出力波形、第5図は脱調に近付いたときの補助巻線の
出力波形、第6図は本発明方法を実施するのに好適な制
御系のブロック図、第7図は第6図の制御系の動作手順
を示すフローチャートである。
■−・−・−・・−ステータユニット、2・・−・−・
−・・−ロータ、6−−−−−−−−−−コイルボビン
、7−・・−・・・・・・−励磁用主巻線、8・・・・
−−−−−・・補助巻線、20・・・・−・−・−モー
タ。
代理人 弁理士 大 音 康 毅
参狽
綱FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a stepping motor suitable for implementing the method of the present invention, FIG. 2 is a schematic wiring diagram showing the winding configuration of the motor in FIG. 1, and FIG. 3 is a coil bobbin 1.
A schematic perspective view showing an example, Fig. 4 is the output waveform of the auxiliary winding during normal rotation, Fig. 5 is the output waveform of the auxiliary winding when the step-out approaches, and Fig. 6 is the implementation of the method of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a control system suitable for this purpose. FIG. 7 is a flowchart showing the operating procedure of the control system of FIG. ■−・−・−・・−Stator unit, 2・・−・−・
−・・−Rotor, 6−−−−−−−−−−Coil bobbin, 7−・・−−−− Main winding for excitation, 8−・・
−−−−−・Auxiliary winding, 20・・・・−・−・−Motor. Agent Patent Attorney Yasushi Ooto
Claims (1)
設け、この補助巻線の誘起電圧を検出することにより脱
調検出を行うことを特徴とするモータの脱調検出方法。(1) A method for detecting step-out of a motor, characterized in that an auxiliary winding is provided in the coil bobbin in addition to the main winding for excitation, and step-out detection is performed by detecting the induced voltage of the auxiliary winding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20329086A JPS6359792A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Step-out detection for motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20329086A JPS6359792A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Step-out detection for motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6359792A true JPS6359792A (en) | 1988-03-15 |
Family
ID=16471589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20329086A Pending JPS6359792A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Step-out detection for motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6359792A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5998956A (en) * | 1996-10-03 | 1999-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording apparatus |
JP2010085730A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Casio Computer Co Ltd | Imaging apparatus |
JP2013255386A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Rohm Co Ltd | Motor drive circuit, method of driving the same, and electronic apparatus using the same |
WO2020032172A1 (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | 株式会社デンソー | Motor control device, integrated valve device, and heat exchanger |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20329086A patent/JPS6359792A/en active Pending
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