JP2000224894A - 複数相ステッピングモータの駆動方法および駆動回路 - Google Patents
複数相ステッピングモータの駆動方法および駆動回路Info
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- JP2000224894A JP2000224894A JP2359499A JP2359499A JP2000224894A JP 2000224894 A JP2000224894 A JP 2000224894A JP 2359499 A JP2359499 A JP 2359499A JP 2359499 A JP2359499 A JP 2359499A JP 2000224894 A JP2000224894 A JP 2000224894A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ステッピングモータのロータ振動を抑制できる
駆動方法および駆動回路を提供する。 【構成】非励磁状態にある巻線の両端を短絡状態にして
ロータ過渡振動の抑制効果を持たせ、安定した駆動を得
る。
駆動方法および駆動回路を提供する。 【構成】非励磁状態にある巻線の両端を短絡状態にして
ロータ過渡振動の抑制効果を持たせ、安定した駆動を得
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば５相ステッピン
グモータのような複数相のステッピングモータのロータ
の過渡振動が抑制できる駆動方法および駆動回路に関す
るものである。なお、以下の説明では、５相ステッピン
グモータを例にとり説明する。
グモータのような複数相のステッピングモータのロータ
の過渡振動が抑制できる駆動方法および駆動回路に関す
るものである。なお、以下の説明では、５相ステッピン
グモータを例にとり説明する。
【０００２】
【従来の技術】５相ステッピングモータの4相励磁駆動
回路の従来例の回路を図４に示す。５組の励磁巻線ａ〜
ｅの一端を給電点Ａ〜Ｅとし、その機械的配列すなわち
ステータの配列は、ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ａあるいはそ
の逆のａ→ｅ→ｄ→ｃ→ｂ→ａの順に環状に並ぶ。各々
の巻線は以下のように星状に接続されている。
回路の従来例の回路を図４に示す。５組の励磁巻線ａ〜
ｅの一端を給電点Ａ〜Ｅとし、その機械的配列すなわち
ステータの配列は、ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ａあるいはそ
の逆のａ→ｅ→ｄ→ｃ→ｂ→ａの順に環状に並ぶ。各々
の巻線は以下のように星状に接続されている。
【０００３】各巻線は以下のように接続される。巻線ａ
の巻初めは給電点Ａであり、巻終りは共通の接続点Ｓに
結線される。巻線ｂの巻終りは給電点Ｂであり、巻初め
は共通の接続点Ｓに結線される。巻線ｃの巻初めは給電
点Ｃであり、巻終りは共通の接続点Ｓに結線される。巻
線ｄの巻終りは給電点Ｄであり、巻初めは共通の接続点
Ｓに結線される。巻線ｅの巻初めは給電点Ｅであり、巻
終りは共通の接続点Ｓに結線される。
の巻初めは給電点Ａであり、巻終りは共通の接続点Ｓに
結線される。巻線ｂの巻終りは給電点Ｂであり、巻初め
は共通の接続点Ｓに結線される。巻線ｃの巻初めは給電
点Ｃであり、巻終りは共通の接続点Ｓに結線される。巻
線ｄの巻終りは給電点Ｄであり、巻初めは共通の接続点
Ｓに結線される。巻線ｅの巻初めは給電点Ｅであり、巻
終りは共通の接続点Ｓに結線される。
【０００４】給電点Ａ〜Ｅは、各々が、高電位にある＋
側への導通・開放を行なう例えばトランジスタまたはＦ
ＥＴから成るスイッチ素子ＳＷ１−ＳＷ５と、低電位に
ある−側への導通・開放を行なうスイッチ素子ＳＷ６−
ＳＷ１０とにより、等価的に＋側に接続されたり、ある
いは等価的に−側に接続されたり、あるいはどちらにも
接続されない状態の３状態のいずれかに制御される。
側への導通・開放を行なう例えばトランジスタまたはＦ
ＥＴから成るスイッチ素子ＳＷ１−ＳＷ５と、低電位に
ある−側への導通・開放を行なうスイッチ素子ＳＷ６−
ＳＷ１０とにより、等価的に＋側に接続されたり、ある
いは等価的に−側に接続されたり、あるいはどちらにも
接続されない状態の３状態のいずれかに制御される。
【０００５】これらスイッチ素子により、５点の給電点
に与える電位を切替えて５組の巻線を所定の順序で励磁
することにより５相ステッピングモータを回転駆動す
る。以下、励磁相数により２つの従来例を説明する。
に与える電位を切替えて５組の巻線を所定の順序で励磁
することにより５相ステッピングモータを回転駆動す
る。以下、励磁相数により２つの従来例を説明する。
【０００６】(従来例１)図５に、４相励磁駆動の従来例
を示す。また、そのときの発生トルクベクトルを図６に
示す。巻線ａ〜ｅ各々が生じるベクトルは電流の向きに
より１８０度変わるので、電気角は１回転を１０分割す
ることになる。
を示す。また、そのときの発生トルクベクトルを図６に
示す。巻線ａ〜ｅ各々が生じるベクトルは電流の向きに
より１８０度変わるので、電気角は１回転を１０分割す
ることになる。
【０００７】励磁ステップ（１）では、給電点Ａおよび
Ｃは＋側に接続され、給電点ＢおよびＤは−側に接続さ
れ、給電点Ｅは＋側にも−側にも接続されない。これに
より巻線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ各々を流れる電流の向きによ
り、図６に示すようにトルクベクトルＴＡ、ＴＢ、Ｔ
Ｃ、ＴＤを生じ、合成トルクベクトルＴ１となる。
Ｃは＋側に接続され、給電点ＢおよびＤは−側に接続さ
れ、給電点Ｅは＋側にも−側にも接続されない。これに
より巻線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ各々を流れる電流の向きによ
り、図６に示すようにトルクベクトルＴＡ、ＴＢ、Ｔ
Ｃ、ＴＤを生じ、合成トルクベクトルＴ１となる。
【０００８】励磁ステップが（２）に進むと、給電点Ａ
は＋側にも−側にも接続されない。給電点ＣおよびＥは
＋側に接続され、給電点ＢおよびＤは−側に接続され
る。これにより巻線Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ各々を流れる電流の
向きにより、図６に示すようにトルクベクトルＴＢ、Ｔ
Ｃ、ＴＤ、ＴＥを生じ、合成トルクベクトルＴ２とな
る。
は＋側にも−側にも接続されない。給電点ＣおよびＥは
＋側に接続され、給電点ＢおよびＤは−側に接続され
る。これにより巻線Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ各々を流れる電流の
向きにより、図６に示すようにトルクベクトルＴＢ、Ｔ
Ｃ、ＴＤ、ＴＥを生じ、合成トルクベクトルＴ２とな
る。
【０００９】同様にして、図５に示す励磁ステップ（１
０）まで進み、その次は再びステップ（１）に戻る。こ
れに伴い、合成ベクトルも図６に示すように、Ｔ３、Ｔ
４と回転しステッピングモーターを回転駆動する。
０）まで進み、その次は再びステップ（１）に戻る。こ
れに伴い、合成ベクトルも図６に示すように、Ｔ３、Ｔ
４と回転しステッピングモーターを回転駆動する。
【００１０】(従来例２)図７は３相励磁駆動の従来例で
ある。そのときの発生トルクベクトルは図８のようにな
る。
ある。そのときの発生トルクベクトルは図８のようにな
る。
【００１１】励磁ステップ（１）では、給電点Ａおよび
Ｃは＋側に接続され、給電点Ｂは−側に接続され、給電
点ＤおよびＥは＋側にも−側にも接続されない。これに
より巻線Ａ、Ｂ、Ｃに電流が流れるが、巻線ｂには巻線
ａからの電流と巻線ｃからの電流の合計が巻線ｂに流れ
る。従って、図６に示すように、巻線ａおよび巻線ｃの
トルクベクトルの大きさは巻線ｂのトルクベクトルの２
分の１の大きさとなって合成トルクベクトルＴ１を生じ
る。
Ｃは＋側に接続され、給電点Ｂは−側に接続され、給電
点ＤおよびＥは＋側にも−側にも接続されない。これに
より巻線Ａ、Ｂ、Ｃに電流が流れるが、巻線ｂには巻線
ａからの電流と巻線ｃからの電流の合計が巻線ｂに流れ
る。従って、図６に示すように、巻線ａおよび巻線ｃの
トルクベクトルの大きさは巻線ｂのトルクベクトルの２
分の１の大きさとなって合成トルクベクトルＴ１を生じ
る。
【００１２】励磁ステップが（２）に進むと、給電点Ｂ
およびＤは−側に接続され、給電点Ｃは＋側に接続さ
れ、給電点ＥおよびＡは＋側にも−側にも接続されな
い。これにより巻線Ｂ、Ｃ、Ｄに電流が流れるが、図７
に示すように、巻線ｂおよび巻線ｄのトルクベクトルの
大きさは巻線ｃのトルクベクトルの２分の１の大きさと
なって合成トルクベクトルＴ２となる。
およびＤは−側に接続され、給電点Ｃは＋側に接続さ
れ、給電点ＥおよびＡは＋側にも−側にも接続されな
い。これにより巻線Ｂ、Ｃ、Ｄに電流が流れるが、図７
に示すように、巻線ｂおよび巻線ｄのトルクベクトルの
大きさは巻線ｃのトルクベクトルの２分の１の大きさと
なって合成トルクベクトルＴ２となる。
【００１３】同様にして図７に示す励磁ステップ（１
０）まで進み、その次は再びステップ（１）に戻る。こ
れに伴い、合成ベクトルも図８に示すように、Ｔ３、Ｔ
４と回転しステッピングモーターを回転駆動する。
０）まで進み、その次は再びステップ（１）に戻る。こ
れに伴い、合成ベクトルも図８に示すように、Ｔ３、Ｔ
４と回転しステッピングモーターを回転駆動する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来例の４相励磁では
給電点５点のうち１点が給電されない状態にあり、３相
励磁では給電点５点のうち２点が給電されない状態にあ
り、いずれもこれに対応する巻線は回転駆動には何も寄
与していない。一方、ステッピングモータのロータ振動
はできるだけ抑えることが必要である。
給電点５点のうち１点が給電されない状態にあり、３相
励磁では給電点５点のうち２点が給電されない状態にあ
り、いずれもこれに対応する巻線は回転駆動には何も寄
与していない。一方、ステッピングモータのロータ振動
はできるだけ抑えることが必要である。
【００１５】したがって、本発明の目的は、ステッピン
グモータのロータ振動を抑制できる駆動方法および駆動
回路を提供することにある。
グモータのロータ振動を抑制できる駆動方法および駆動
回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明は非励磁状態にある巻線の両端を短絡状態
にしてロータ過渡振動の抑制効果を持たせ、安定した駆
動を提供するものである。
めに、本発明は非励磁状態にある巻線の両端を短絡状態
にしてロータ過渡振動の抑制効果を持たせ、安定した駆
動を提供するものである。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例のステッピングモー
タの駆動方法および駆動回路を図面を参照して説明す
る。
タの駆動方法および駆動回路を図面を参照して説明す
る。
【００１８】(実施例１)図１は、図４に示した従来例１
に対応する４相励磁駆動回路の実施例である。５組の巻
線の接続構成などは従来例と同一であるが、共通の接続
点Ｓを、給電点Ａ〜Ｅと接続する回路１０を付加してい
る。回路１０は、共通の接続点Ｓを給電点Ａ−Ｅに接続
し、また共通の接続点Ｓを給電点Ａ−Ｅから開放するＳ
Ｗ１１−ＳＷ１５を含んでいる。
に対応する４相励磁駆動回路の実施例である。５組の巻
線の接続構成などは従来例と同一であるが、共通の接続
点Ｓを、給電点Ａ〜Ｅと接続する回路１０を付加してい
る。回路１０は、共通の接続点Ｓを給電点Ａ−Ｅに接続
し、また共通の接続点Ｓを給電点Ａ−Ｅから開放するＳ
Ｗ１１−ＳＷ１５を含んでいる。
【００１９】図２は４相励磁駆動の実施例である。励磁
状態の巻線については従来例の図５と同一であるが、非
励磁状態の巻線については従来例と異なる。
状態の巻線については従来例の図５と同一であるが、非
励磁状態の巻線については従来例と異なる。
【００２０】励磁ステップ（１）の励磁状態にある巻線
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては従来例（図５）のそれと同一
である。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかっ
た給電点Ｅは、ＳＷ１２によって共通の接続点Ｓに接続
され、巻線ｅは短絡相を形成する。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては従来例（図５）のそれと同一
である。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかっ
た給電点Ｅは、ＳＷ１２によって共通の接続点Ｓに接続
され、巻線ｅは短絡相を形成する。
【００２１】励磁ステップ（２）の励磁状態にある巻線
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについては従来例（図５）のそれと同一
である。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかっ
た給電点Ａは、ＳＷ１５によって共通の接続点Ｓに接続
され、巻線ａは短絡相を形成する。
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについては従来例（図５）のそれと同一
である。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかっ
た給電点Ａは、ＳＷ１５によって共通の接続点Ｓに接続
され、巻線ａは短絡相を形成する。
【００２２】同様にしてステップ（１０）まで進段し、
その次は再びステップ（１）になる。なお、本実施例の
合成トルクベクトルは従来例の図６と同一である。
その次は再びステップ（１）になる。なお、本実施例の
合成トルクベクトルは従来例の図６と同一である。
【００２３】(実施例２)図３は、図７に示した従来例２
に対応する、３相励磁駆動の実施例である。励磁状態の
巻線については従来例の図５と同一であるが、非励磁状
態の巻線については従来例と異なる。なお、本実施例の
駆動回路は上述の実施例１と同じである。
に対応する、３相励磁駆動の実施例である。励磁状態の
巻線については従来例の図５と同一であるが、非励磁状
態の巻線については従来例と異なる。なお、本実施例の
駆動回路は上述の実施例１と同じである。
【００２４】励磁ステップ（１）の励磁状態にある巻線
Ａ、Ｂ、Ｃについては従来例（図５）のそれと同一であ
る。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかった給
電点ＤおよびＥは共通の接続点Ｓに接続され、巻線ｄお
よびｅは短絡相を形成する。
Ａ、Ｂ、Ｃについては従来例（図５）のそれと同一であ
る。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかった給
電点ＤおよびＥは共通の接続点Ｓに接続され、巻線ｄお
よびｅは短絡相を形成する。
【００２５】励磁ステップ（２）の励磁状態にある巻線
Ｂ、Ｃ、Ｄについては従来例（図５）のそれと同一であ
る。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかった給
電点ＥおよびＡは共通の接続点Ｓに接続され、巻線ｅお
よびａは短絡相を形成する。
Ｂ、Ｃ、Ｄについては従来例（図５）のそれと同一であ
る。一方、従来例では＋にも−にも接続されなかった給
電点ＥおよびＡは共通の接続点Ｓに接続され、巻線ｅお
よびａは短絡相を形成する。
【００２６】同様にしてステップ（１０）まで進段し、
その次は再びステップ（１）になる。合成トルクベクト
ルは従来例の図６と同一である。本実施例では、短絡相
は常に２相形成されるので、ローターの振動抑制効果は
実施例１よりもさらに大きくなる。
その次は再びステップ（１）になる。合成トルクベクト
ルは従来例の図６と同一である。本実施例では、短絡相
は常に２相形成されるので、ローターの振動抑制効果は
実施例１よりもさらに大きくなる。
【００２７】
【発明の効果】本発明では、励磁状態の巻線はそのまま
に、従来例では非励磁状態にあった巻線を短絡状態と
し、しかもいずれの励磁ステップでも、実施例１では常
に１組の短絡相を形成でき、実施例２では常に２組の短
絡相を形成できるので、ロータの振動の抑制効果は大き
い。
に、従来例では非励磁状態にあった巻線を短絡状態と
し、しかもいずれの励磁ステップでも、実施例１では常
に１組の短絡相を形成でき、実施例２では常に２組の短
絡相を形成できるので、ロータの振動の抑制効果は大き
い。
【００２８】しかも、本発明を実施するに際しては、モ
ーター側は従来例に比し共通の接続点Ｓの配線１本を追
加するだけで良く、モーターと駆動回路が離れている場
合でも実施は極めて容易である。
ーター側は従来例に比し共通の接続点Ｓの配線１本を追
加するだけで良く、モーターと駆動回路が離れている場
合でも実施は極めて容易である。
【００２９】前記スイッチ素子への制御信号も、既存の
＋あるいは−への接続状態を生じるスイッチ群への制御
信号に基づき容易に合成でき、実際には制御信号生成回
路としてゲートアレイ等のＩＣにて安価・容易に実施で
きるため、信号生成回路に若干の追加が生じてもＩＣサ
イズは殆ど増加しない。
＋あるいは−への接続状態を生じるスイッチ群への制御
信号に基づき容易に合成でき、実際には制御信号生成回
路としてゲートアレイ等のＩＣにて安価・容易に実施で
きるため、信号生成回路に若干の追加が生じてもＩＣサ
イズは殆ど増加しない。
【図１】図１は、本発明の実施例の励磁回路図である。
【図２】図２は、本発明の実施例の４相励磁駆動を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】図３は、本発明の実施例の３相励磁駆動を説明
するための図である。
するための図である。
【図４】図４は、従来例の励磁回路図である。
【図５】図５は、従来例の４相励磁駆動を説明する図で
ある。
ある。
【図６】図６は、従来例の４相励磁駆動を説明する図で
ある。
ある。
【図７】図８は、従来例の３相励磁駆動を説明するため
の図である。
の図である。
【図８】図８は、従来例の３相励磁駆動を説明するため
の図である。
の図である。
ａ〜ｅ ５相ステッピングモーターの５組の巻線 Ａ〜Ｅ ５組の巻線ａ〜ｅのおのおのの給電点 ＳＷ１−ＳＷ１５ スイッチ素子 １ モータ巻線 １０ 追加回路
Claims (2)
- 【請求項１】複数相ステッピングモータの複数組の巻線
の各々一端を共通に接続し、各巻線の他端に高電位を与
える励磁状態あるいは低電位を与える励磁状態あるいは
高電位も低電位も与えない非励磁状態とを所定の手順に
より繰り返して回転駆動を行う複数相ステッピングモー
タの駆動方法において、前記複数組の巻線の共通接続端
でない側の巻線端のうち非励磁状態にある巻線端を前記
複数組の巻線の共通接続端と接続状態にすることを特徴
とする複数相ステッピングモータの駆動方法。 - 【請求項２】複数相ステッピングモータの複数組の巻線
の各々一端を共通に接続し、各巻線の他端に高電位を与
える励磁状態あるいは低電位を与える励磁状態あるいは
高電位も低電位も与えない励磁状態とを所定の手順によ
り繰り返し回転駆動を行う複数相ステッピングモータの
駆動回路において、各巻線の他端を高電位または低電位
に選択的に接続するための複数の第１スイッチ素子と、
各巻線の他端を共通の一端と選択的に接続するための複
数の第２スイッチ素子と、を有することを特徴とする複
数相ステッピングモータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2359499A JP2000224894A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 複数相ステッピングモータの駆動方法および駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2359499A JP2000224894A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 複数相ステッピングモータの駆動方法および駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000224894A true JP2000224894A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12114926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2359499A Pending JP2000224894A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 複数相ステッピングモータの駆動方法および駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000224894A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507475A (ja) * | 2007-12-18 | 2011-03-03 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電子整流電気機器のセンサレス動作方法 |
| CN109600081A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-04-09 | 浙江大学 | 一种步进电机控制策略 |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP2359499A patent/JP2000224894A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507475A (ja) * | 2007-12-18 | 2011-03-03 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電子整流電気機器のセンサレス動作方法 |
| CN109600081A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-04-09 | 浙江大学 | 一种步进电机控制策略 |
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