JP2003033090A - Driving method of stepping motor - Google Patents
Driving method of stepping motorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
駆動方法に関し、特に、マイクロステップ駆動されるス
テッピングモータの駆動方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor driving method, and more particularly to a microstep driving stepping motor driving method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、機器の低騒音化、低振動化、微細
位置決め化のために、ステッピングモータの高分解能化
が求められ、高分解能が電気的に得られるマイクロステ
ップ駆動方法が多用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce noise, vibration, and fine positioning of equipment, a stepping motor has been required to have a high resolution, and a microstep driving method for electrically obtaining a high resolution has been widely used. ing.
【0003】PMタイプのステッピングモータの従来例
を図9に基づいて説明する。A conventional example of a PM type stepping motor will be described with reference to FIG.
【0004】図9において、1はフレーム、2は第1外
ヨーク、3は第1コイルボビン、4は第1内ヨーク、5
は第2外ヨーク、6は第2コイルボビン、7は第2内ヨ
ーク、8は円筒状永久磁石の外周の円周方向にN極とS
極とが交互になるように多極着磁されたロータ、9はブ
ラケット、10はロータ8の軸に平行でロータ8の側面
に対向するようにして前記各ヨークに設けられている梯
形の極歯である。In FIG. 9, 1 is a frame, 2 is a first outer yoke, 3 is a first coil bobbin, 4 is a first inner yoke, 5
Is a second outer yoke, 6 is a second coil bobbin, 7 is a second inner yoke, and 8 is an N pole and an S pole in the circumferential direction of the outer circumference of the cylindrical permanent magnet.
The rotor is magnetized in multiple poles so that the poles alternate with each other, 9 is a bracket, and 10 is a trapezoidal pole provided on each yoke so as to be parallel to the axis of the rotor 8 and face the side surface of the rotor 8. It is a tooth.
【0005】図9に示す従来例を駆動するには、先ず、
第1コイルボビン3にマイクロステップ制御で形成され
る正弦波を加え、第2コイルボビン6にマイクロステッ
プ制御で形成される余弦波(前記正弦波に対し90°位
相がずれた正弦波)を加える。To drive the conventional example shown in FIG. 9, first,
A sine wave formed by microstep control is applied to the first coil bobbin 3, and a cosine wave formed by microstep control (a sine wave 90 ° out of phase with the sine wave) is added to the second coil bobbin 6.
【0006】第1外ヨーク2と第1内ヨーク4には前記
正弦波による第1磁力が発生し、第2外ヨーク5と第2
内ヨーク7には前記余弦波による第2磁力が発生する。
又、前記第1外ヨーク2の極歯10、第2外ヨーク5の
極歯10、第1内ヨーク4の極歯10、第2内ヨーク7
の極歯10は、順次電気角で90°づつずれた関係位置
に配設されており、且つ、電気角90度の位相差がある
前記正弦波と前記余弦波とで各ヨークが励磁されてい
る。そして、前記の正弦波と余弦波とが電気角90度の
位相差でマイクロステップ制御されているので、ロータ
8の前記N極とS極とが、前記第1外ヨーク2及び第1
内ヨーク4の極歯10と、前記第2外ヨーク5及び第2
内ヨーク7の極歯10とから受ける力もマイクロステッ
プ制御される波形に比例し、一方が増加し他方が減少す
る変化を電気角90度で反転しながら繰り返し、ロータ
8は前記マイクロステップ制御に合わせて微小回転と停
止とを繰り返して駆動される。A first magnetic force due to the sine wave is generated in the first outer yoke 2 and the first inner yoke 4, and the second outer yoke 5 and the second magnetic field are generated.
A second magnetic force due to the cosine wave is generated in the inner yoke 7.
Also, the pole teeth 10 of the first outer yoke 2, the pole teeth 10 of the second outer yoke 5, the pole teeth 10 of the first inner yoke 4, and the second inner yoke 7.
Pole teeth 10 are sequentially arranged in relational positions shifted by 90 ° in electrical angle, and each yoke is excited by the sine wave and the cosine wave having a phase difference of 90 ° in electrical angle. There is. Since the sine wave and the cosine wave are microstep-controlled with a phase difference of an electrical angle of 90 degrees, the N pole and the S pole of the rotor 8 are connected to the first outer yoke 2 and the first pole.
The pole teeth 10 of the inner yoke 4, the second outer yoke 5 and the second
The force received from the pole teeth 10 of the inner yoke 7 is also proportional to the waveform under microstep control, and the change in which one increases and the other decreases is repeated while reversing at an electrical angle of 90 degrees, and the rotor 8 is adjusted to the microstep control. It is driven by repeating minute rotation and stop.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、ロータ8が左右反対方向に回転・停止する
場合には、前記極歯10の幅が大きいと、方向による停
止位置の異なり方が大きくなるというヒステリシスの問
題点があり、又、前記のステータヨークの極歯10とロ
ータ8のN極、S極との吸引・反発力が釣り合う位置も
極歯10の幅が大きいと、それだけ誤差が大きくなり、
角度精度誤差が発生するという問題点がある。そして、
これらの問題点を解決するために、ヨークの極歯10の
幅を狭くすると、磁気飽和によって磁束量が減少しトル
クが低下するという問題がおきる。However, in the configuration of the above-mentioned conventional example, when the rotor 8 is rotated and stopped in the left and right directions, if the width of the pole teeth 10 is large, the stop position varies depending on the direction. There is a problem of hysteresis that it becomes larger, and if the width of the pole tooth 10 is large at the position where the attraction / repulsive force of the pole tooth 10 of the stator yoke and the N pole and S pole of the rotor 8 are balanced. The error becomes that much,
There is a problem that an angle accuracy error occurs. And
If the width of the pole teeth 10 of the yoke is narrowed in order to solve these problems, there arises a problem that the amount of magnetic flux decreases due to magnetic saturation and the torque decreases.
【0008】又、例えば、フレーム1には、コイル線を
外部に引き出すために、切り欠き1aを設けているの
で、前記第1ヨーク側の磁気回路と前記第2ヨーク側の
磁気回路との間で磁気抵抗が異なり、磁気抵抗が高い側
の前記第2ヨーク側の磁気回路の磁束は、前記第1ヨー
ク側の磁気回路の磁束より少なくなるので、前記第1ヨ
ーク側と前記第2ヨーク側の磁束バランスが崩れ、前記
マイクロステップ駆動の場合に、前記磁束バランスの崩
れがそのまま影響して、角度精度を著しく悪化させると
いう問題点がある。そして、この問題点は、前記フレー
ム1の切り欠き1aによるだけではなく、加工誤差その
他により前記第1ヨーク側の磁気抵抗と前記第2ヨーク
側の磁気抵抗とに差が存在すれば発生する。Further, for example, since the frame 1 is provided with the notch 1a for drawing out the coil wire to the outside, the magnetic circuit on the side of the first yoke and the magnetic circuit on the side of the second yoke are provided. Since the magnetic resistance is different, the magnetic flux of the magnetic circuit on the side of the second yoke having a higher magnetic resistance is smaller than the magnetic flux of the magnetic circuit on the side of the first yoke, so that the magnetic flux on the first yoke side and the magnetic flux on the second yoke side In the case of the micro step driving, there is a problem that the collapse of the magnetic flux balance directly affects the angular accuracy and the angle accuracy is significantly deteriorated. This problem occurs not only due to the notch 1a of the frame 1, but also when there is a difference between the magnetic resistance on the side of the first yoke and the magnetic resistance on the side of the second yoke due to processing errors and other factors.
【0009】さらに、前記第1ヨーク側と前記第2ヨー
ク側の相互インダクタンスにより互いの漏洩磁束が影響
しあい、磁気分布に歪みが発生し、この歪みがあると、
前記マイクロステップ駆動の場合に、前記歪みがそのま
ま影響して、角度精度を著しく悪化させるという問題点
がある。Further, the mutual inductance of the first yoke side and the mutual inductance of the second yoke side influence each other's leakage magnetic flux to generate distortion in the magnetic distribution.
In the case of the micro step drive, there is a problem in that the distortion directly affects the angle accuracy and the angle accuracy is significantly deteriorated.
【0010】本発明は、上記の問題点を解決し、高い角
度精度と大きなトルクとを得るということとを両立しう
るマイクロステップ駆動可能なステッピングモータの駆
動方法の提供を課題とする。It is an object of the present invention to provide a driving method of a stepping motor capable of microstep driving, which solves the above problems and achieves both high angular accuracy and large torque.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本願第1発明のステッピ
ングモータの駆動方法は、上記の課題を解決するため
に、相互に電気角90度の位相差で励磁される1対のス
テータヨークを有し、両ステータヨーク間の漏洩磁束が
互いに影響しあうステッピングモータにおいて、前記ス
テータヨークを励磁する電圧又は電流の位相差を、電気
角90度からずらせてマイクロステップ駆動することを
特徴とする。In order to solve the above problems, a stepping motor driving method according to a first aspect of the present invention has a pair of stator yokes that are excited with a phase difference of 90 ° in electrical angle. However, in the stepping motor in which the leakage magnetic fluxes between the two stator yokes influence each other, the phase difference of the voltage or the current exciting the stator yoke is shifted from the electrical angle of 90 degrees to perform microstep driving.
【0012】又、本願第1発明のステッピングモータの
駆動方法は、上記の課題を解決するために、電圧又は電
流の位相差を電気角60度〜88度とすることが好適で
ある。Further, in the stepping motor driving method of the first invention of the present application, in order to solve the above-mentioned problems, it is preferable that the phase difference between the voltage and the current is 60 to 88 degrees in electrical angle.
【0013】本願第2発明のステッピングモータの駆動
方法は、上記の課題を解決するために、相互に電気角9
0度の位相差で励磁される1対のステータヨークを有
し、両ステータヨーク間に磁気抵抗の差があるステッピ
ングモータにおいて、前記ステータヨークを励磁する電
圧又は電流の波形を、前記ステータヨークの前記磁気抵
抗が小さい側には鋸波近似波形、他方には正弦波近似波
形としてマイクロステップ駆動することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the stepping motor driving method according to the second aspect of the present invention has an electrical angle of 9 degrees.
In a stepping motor having a pair of stator yokes excited with a phase difference of 0 degree and having a difference in magnetic resistance between the two stator yokes, a waveform of a voltage or a current for exciting the stator yokes is calculated as follows. It is characterized in that the step of approximating a sawtooth wave is used on the side where the magnetic resistance is small and the step of approximating a sine wave is used on the other side to perform microstep driving.
【0014】本願第3発明のステッピングモータの駆動
方法は、相互に電気角90度の位相差で励磁されるステ
ータヨークを有し、両ステータヨーク間に磁気抵抗の差
があるステッピングモータにおいて、前記ステータヨー
クを励磁する電圧又は電流の最大値を、前記ステータヨ
ークの前記磁気抵抗が小さい側には低く、他方には高く
してマイクロステップ駆動することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a stepping motor driving method, wherein the stepping motor has stator yokes that are excited by a phase difference of 90 ° in electrical angle, and there is a difference in magnetic resistance between the two stator yokes. It is characterized in that the maximum value of the voltage or current for exciting the stator yoke is set low on the side where the magnetic resistance of the stator yoke is small and set high on the other side to perform microstep driving.
【0015】又、本願第3発明のステッピングモータの
駆動方法は、上記の課題を解決するために、ステータヨ
ークを励磁する電圧又は電流の最大値の比は、1.13
〜1.5であることが好適である。Further, in the stepping motor driving method of the third invention of the present application, in order to solve the above problems, the ratio of the maximum value of the voltage or current for exciting the stator yoke is 1.13.
It is preferably ˜1.5.
【0016】[0016]
【作用】本願第1発明のステッピングモータの駆動方法
は、1対のステータヨークを励磁する電圧又は電流の位
相差を電気角90度からずらせてマイクロステップ駆動
する。従来例では、1対のステータヨークを励磁する電
圧又は電流の位相差を電気角90度に固定しているが、
互いのステータヨークからの漏洩磁束が影響しあい、そ
の結果、双方のステータヨークの極歯からロータに作用
する磁力が位相差90°に設定した際の理想的な状態か
ら外れ、角度精度が悪化する。According to the method of driving the stepping motor of the first aspect of the invention, the phase difference between the voltages or the currents for exciting the pair of stator yokes is shifted from the electrical angle of 90 degrees for microstep driving. In the conventional example, the phase difference between the voltage or current exciting the pair of stator yokes is fixed at an electrical angle of 90 degrees.
The magnetic fluxes leaking from each other's stator yokes affect each other, and as a result, the magnetic force acting on the rotor from the pole teeth of both stator yokes deviates from the ideal state when the phase difference is set to 90 °, and the angular accuracy deteriorates. .
【0017】本願第1発明では、1対のステータヨーク
を励磁する電圧又は電流の位相差を双方の磁力バランス
を考慮して設定しているので、前記極歯に作用する双方
の磁力バランスを理想的な場合に近づけることができ、
角度精度が向上する。尚、電圧又は電流の位相差は電気
角60度〜88度とすることが好適であった。In the first invention of the present application, since the phase difference between the voltage or the current for exciting the pair of stator yokes is set in consideration of the magnetic force balance between the two, the magnetic force balance acting on the pole teeth is ideal. You can get closer to
Angle accuracy is improved. In addition, it was preferable that the phase difference of the voltage or the current be 60 to 88 degrees in electrical angle.
【0018】本願第2発明のステッピングモータの駆動
方法は、1対のステータヨークを励磁する電圧又は電流
の波形を、前記ステータヨークの磁気抵抗が小さい側に
は鋸波近似波形、他方には正弦波近似波形としているの
で、磁気回路の磁気抵抗の差により発生する双方の磁力
の差を打消すことができ、角度精度が向上する。In the stepping motor driving method of the second invention of the present application, the waveform of the voltage or current for exciting the pair of stator yokes is approximated to a sawtooth waveform on the side where the magnetic resistance of the stator yoke is small, and the other is a sine wave. Since the waveform is a wave approximate waveform, it is possible to cancel the difference between the two magnetic forces generated by the difference in the magnetic resistance of the magnetic circuit, and the angle accuracy is improved.
【0019】本願第3発明のステッピングモータの駆動
方法は、1対のステータヨークを励磁する電圧又は電流
の最大値を、前記ステータヨークの磁気抵抗が小さい側
には低く、他方には高くしているので、磁気回路の磁気
抵抗の差により発生する双方の磁力の差を打消すことが
でき、角度精度が向上する。そして、両ステータヨーク
を励磁する電圧又は電流の最大値の比は、1.13〜
1.5であることが好適であった。In the stepping motor driving method of the third invention of the present application, the maximum value of the voltage or current for exciting the pair of stator yokes is set low on the side where the magnetic resistance of the stator yoke is small and high on the other side. Therefore, it is possible to cancel the difference between the two magnetic forces generated by the difference in the magnetic resistance of the magnetic circuit, and the angle accuracy is improved. Then, the ratio of the maximum values of the voltage or current for exciting both stator yokes is 1.13 to
A value of 1.5 was preferred.
【0020】[0020]
【実施例】本発明のPM形ステッピングモータの第1参
考例を図1〜図3、図9に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first reference example of a PM type stepping motor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0021】本参考例では、図9に示す各ヨーク2、
4、5、7の極歯10を、図1、図2に示す基部側の幅
が広く先端側の幅が狭く両側辺10bが内側凸の円弧形
状を有する極歯10aとしている。In this reference example, each yoke 2 shown in FIG.
The pole teeth 10 of 4, 5, and 7 are pole teeth 10a shown in FIGS. 1 and 2 having a wide base side and a narrow tip side width, and both side edges 10b having an arcuate shape inwardly convex.
【0022】本参考例の全体構造は、従来例と同様に、
図9に示すものと基本的に同一であり、その要部は図2
に示すように構成されている。The entire structure of this reference example is similar to that of the conventional example.
It is basically the same as that shown in FIG. 9, and the main part thereof is shown in FIG.
It is configured as shown in.
【0023】図2、図9において、1はフレーム、2は
第1外ヨーク、3は第1コイルボビン、4は前記第1外
ヨーク2に対し極歯位置が電気角で180度ずれた第1
内ヨーク、5は前記第1外ヨーク2に対し極歯位置が電
気角で90度ずれた第2外ヨーク、6は第2コイルボビ
ン、7は前記第1内ヨーク4に対し極歯位置が電気角で
90度ずれた第2内ヨーク、8は円筒状永久磁石の外周
の円周方向にN極とS極とが交互になるよう多極着磁さ
れたロータ、9はブラケット、10aはロータ8の軸に
平行してロータ8の側面に平行に対向して前記各ヨーク
に多数設けられている基部側の幅が広く先端側の幅が狭
く両側辺10bが内側凸の円弧形状を有する極歯10a
である。そして、この円弧形状の半径は極歯の高さの
2.5〜4倍であることが実験結果から望ましいが、本
参考例では3倍にしている。In FIGS. 2 and 9, 1 is a frame, 2 is a first outer yoke, 3 is a first coil bobbin, and 4 is a first outer yoke 2 whose pole teeth are displaced by an electrical angle of 180 degrees from each other.
The inner yoke 5 is a second outer yoke whose pole tooth position is deviated from the first outer yoke 2 by an electrical angle of 90 degrees, 6 is a second coil bobbin, and 7 is a pole tooth position which is electric with respect to the first inner yoke 4. A second inner yoke which is deviated by 90 degrees in angle, 8 is a multi-pole magnetized rotor so that N poles and S poles alternate in the circumferential direction of the outer circumference of a cylindrical permanent magnet, 9 is a bracket, and 10a is a rotor A plurality of poles having a large width on the base side and a small width on the front end side, which are provided in parallel on the side faces of the rotor 8 in parallel with the axis of the rotor 8 and are parallel to the side faces of the rotor 8, have a circular arc shape in which both sides 10b are convex inward. Tooth 10a
Is. It is desirable from the experimental results that the radius of this arc shape is 2.5 to 4 times the height of the pole teeth, but in this reference example it is set to 3 times.
【0024】この円弧形状を設けることによって、中央
部分の幅を狭くしても、基部側の幅が従来の梯形板状の
極歯の場合と比較して広くなる。これらのことが、極歯
の幅を狭くして角度精度を向上させることと、極歯の基
部側の幅を広くして磁気飽和を防ぎトルクの低下をなく
することとの両立を可能にする。By providing this arcuate shape, even if the width of the central portion is narrowed, the width on the base side becomes wider than that in the case of the conventional trapezoidal pole tooth. These make it possible to reduce the width of the pole teeth to improve the angle accuracy and to widen the width of the pole teeth on the base side to prevent magnetic saturation and prevent the torque from decreasing. .
【0025】前記の角度精度誤差の改善効果を表1に示
す。Table 1 shows the effect of improving the angle accuracy error.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】本参考例では各ヨーク2、4、5、7の極
歯10aの数を夫々25にしている。従って、本参考例
のPM形ステッピングモータでは、全極歯10aの数が
25×4=100になり、極歯間角度は360度÷10
0=3.6度(電気角で90度)になる。そして、使用
するマイクロステップ正弦波の電気角90度(物理角
3.6度)に対応するステップ数(パルス数)を80に
しているので、1ステップは3.6度÷80=0.04
5度になる。表1は、従来例では、角度精度が0.04
5度の6.24倍であるが、本参考例では3.18倍に
なることを示している。In this reference example, the number of pole teeth 10a of each yoke 2, 4, 5, 7 is 25. Therefore, in the PM type stepping motor of this reference example, the number of all pole teeth 10a is 25 × 4 = 100, and the pole tooth angle is 360 ° / 10
It becomes 0 = 3.6 degrees (90 degrees in electrical angle). Since the number of steps (the number of pulses) corresponding to the electrical angle of 90 degrees (physical angle of 3.6 degrees) of the micro step sine wave to be used is 80, one step is 3.6 degrees / 80 = 0.04.
It will be 5 degrees. Table 1 shows that the conventional example has an angle accuracy of 0.04.
This is 6.24 times 5 degrees, but in this reference example, it is 3.18 times.
【0028】なお図2において、第1外ヨーク2の極歯
A、第1内ヨーク4の極歯B、第2外ヨーク5の極歯
C、第2内ヨーク7の極歯Dの励磁状態は表2に示すよ
うな関係にある。In FIG. 2, the pole teeth A of the first outer yoke 2, the pole teeth B of the first inner yoke 4, the pole teeth C of the second outer yoke 5, and the pole teeth D of the second inner yoke 7 are excited. Have a relationship as shown in Table 2.
【0029】そして表2においてN(N極)→O(中
性)は、磁束がN極の状態から中性の状態に80ステッ
プによって漸次変化することを示しており、O→S、S
→O、O→Nも同様の意味を有している。In Table 2, N (N pole) → O (neutral) indicates that the magnetic flux gradually changes from the N pole state to the neutral state in 80 steps, and O → S, S.
→ O and O → N have the same meaning.
【0030】[0030]
【表2】 [Table 2]
【0031】図3は、本参考例と従来例とのトルクを比
較したもので、本参考例では周波数が高くなっても、ト
ルクの低下が少なく、角度精度とトルクとを両立できる
ことを示している。FIG. 3 is a comparison of the torques of the present reference example and the conventional example, showing that even if the frequency is increased, the torque is less likely to decrease and the angle accuracy and the torque are compatible with each other. There is.
【0032】本発明のPM形ステッピングモータの第2
参考例を図4、図5、図9に基づいて説明する。Second PM type stepping motor of the present invention
A reference example will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 9.
【0033】図4は、本参考例で使用する各ヨーク2、
4、5、7の平面図で、極歯10cを上方から見た形状
を示している。極歯10cは正面から見れば両側辺10
d、10dが直線形状で従来例の梯形板状と同様のもの
であるが、図4の平面図に示すように、ロータ軸に垂直
に切った断面がロータ軸側に凸の円弧形状10eになっ
ている。本参考例では前記円弧形状10eの半径をロー
タ8の外径半径と同じにしたが、これに限らず内側凸で
あれば自由に設定できる。あるいは直線でも良い。FIG. 4 shows each yoke 2 used in this reference example.
In the plan views of 4, 5, and 7, the shape of the pole tooth 10c viewed from above is shown. The pole teeth 10c have both sides 10 when viewed from the front.
d and 10d are linear shapes, which are similar to the conventional trapezoidal plate shape, but as shown in the plan view of FIG. 4, a cross section cut perpendicular to the rotor axis has an arc shape 10e convex toward the rotor axis side. Has become. In the present reference example, the radius of the arcuate shape 10e is set to be the same as the outer diameter radius of the rotor 8, but the present invention is not limited to this and can be set freely as long as it is convex inside. Alternatively, it may be a straight line.
【0034】従来例のPM形ステッピングモータでは、
図9において、ロータ8と極歯10との間の距離が極歯
10の全幅で等距離であるので、極歯10の全面の各位
置の磁束密度が略同一になるのに対して、本参考例で
は、各極歯10c毎に、極歯10cの中心線からずれた
位置では、ロータ8と極歯10cとの間の距離が大きく
なり、極歯10c表面での磁束密度は中心線近傍で大き
く、中心線からはずれるほど小さくなり、磁束分布の広
がりが少なくなり、角度精度が向上する。In the PM type stepping motor of the conventional example,
In FIG. 9, since the distance between the rotor 8 and the pole teeth 10 is equal in the entire width of the pole teeth 10, the magnetic flux densities at the respective positions on the entire surface of the pole teeth 10 are substantially the same, whereas In the reference example, for each pole tooth 10c, the distance between the rotor 8 and the pole tooth 10c becomes large at a position deviated from the center line of the pole tooth 10c, and the magnetic flux density on the surface of the pole tooth 10c is near the center line. Is large, and becomes smaller as it deviates from the center line, the spread of the magnetic flux distribution is reduced, and the angle accuracy is improved.
【0035】[0035]
【表3】 [Table 3]
【0036】表3に、本参考例と従来例との角度精度の
比較を示す。図4では作図の都合上、極歯10cの数を
12にしているが、実際の数は25であって、第1実施
例と同様である。表3は、従来例では、角度精度が0.
045度の6.24倍であるが、本参考例では4.58
倍になることを示している。Table 3 shows a comparison of angular accuracy between this reference example and the conventional example. In FIG. 4, the number of pole teeth 10c is 12 for convenience of drawing, but the actual number is 25, which is the same as in the first embodiment. Table 3 shows that in the conventional example, the angle accuracy is 0.
It is 6.24 times 045 degrees, but is 4.58 in this reference example.
It shows that it doubles.
【0037】図5は、本参考例と従来例とのトルクを比
較したもので、本参考例では周波数が高くなっても、ト
ルクの低下が少く、角度精度とトルクとを両立できるこ
とを示している。FIG. 5 is a comparison of the torques of the present reference example and the conventional example, showing that even if the frequency becomes high, the torque decrease is small and the angle accuracy and the torque are compatible with each other. There is.
【0038】本発明のステッピングモータの駆動方法の
第1実施例を図6に基づいて説明する。A first embodiment of the method of driving a stepping motor according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0039】本実施例では、図9に示す従来例のPM形
ステッピングモータに、図6に示すように、位相差が8
3度の2つのマイクロステップ正弦波電圧を2つのコイ
ル3、6に加える定電圧駆動である。尚、実験による
と、位相差が60度から88度の範囲が望ましい。In this embodiment, the conventional PM type stepping motor shown in FIG. 9 has a phase difference of 8 as shown in FIG.
It is a constant voltage drive in which two microstep sine wave voltages of 3 degrees are applied to the two coils 3 and 6. According to experiments, it is desirable that the phase difference is in the range of 60 degrees to 88 degrees.
【0040】[0040]
【表4】 [Table 4]
【0041】表4に、本実施例と従来例との角度精度の
比較を示す。本実施例では一つのヨークの極歯10の数
は25であって、第1参考例と同様である。表4は、従
来例では、角度精度が0.045度の6.24倍である
が、本実施例では3.96倍になることを示している。Table 4 shows a comparison of angular accuracy between this embodiment and the conventional example. In this embodiment, the number of pole teeth 10 of one yoke is 25, which is the same as in the first reference example. Table 4 shows that in the conventional example, the angle accuracy is 6.45 times 0.045 degrees, but in the present embodiment, it is 3.96 times.
【0042】本実施例では定電圧駆動であるが、定電流
駆動でも同様である。In this embodiment, constant voltage driving is used, but constant current driving is also the same.
【0043】本発明のステッピングモータの駆動方法の
第2実施例を図7に基づいて説明する。A second embodiment of the stepping motor driving method of the present invention will be described with reference to FIG.
【0044】本実施例では、図9に示す従来例のPM形
ステッピングモータに、図7に示すように、磁気抵抗が
低い側のコイルにマイクロステップ鋸波電圧を加え、他
方にマイクロステップ正弦波電圧を加えている。両波形
の位相差は90度である。In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a microstep sawtooth wave voltage is applied to a coil having a low magnetic resistance and a microstep sine wave is applied to the other PM type stepping motor shown in FIG. Applying voltage. The phase difference between the two waveforms is 90 degrees.
【0045】[0045]
【表5】 [Table 5]
【0046】表5に、本実施例と従来例との角度精度の
比較を示す。本実施例では一つのヨークの極歯10の数
は25であって、第1参考例と同様である。表5は、従
来例では、角度精度が0.045度の6.24倍である
が、本実施例では4.98倍になることを示している。Table 5 shows a comparison of angular accuracy between this embodiment and the conventional example. In this embodiment, the number of pole teeth 10 of one yoke is 25, which is the same as in the first reference example. Table 5 shows that in the conventional example, the angle accuracy is 6.45 times 0.045 degrees, but in the present embodiment, it is 4.98 times.
【0047】本実施例では定電圧駆動であるが、定電流
駆動でも同様である。In this embodiment, constant voltage driving is used, but constant current driving is also the same.
【0048】本発明のステッピングモータの駆動方法の
第3実施例を図8に基づいて説明する。A third embodiment of the stepping motor driving method of the present invention will be described with reference to FIG.
【0049】本実施例では、図9に示す従来例のPM形
ステッピングモータに、図8に示すように、磁気抵抗が
低い側のコイルに最大値5Vのマイクロステップ正弦波
電圧を加え、他方に最大値6Vのマイクロステップ正弦
波電圧を加えている。両波形の位相差は90度である。In this embodiment, the conventional PM type stepping motor shown in FIG. 9 is applied with a microstep sine wave voltage of maximum value 5 V to the coil having the lower magnetic resistance as shown in FIG. A microstep sinusoidal voltage with a maximum value of 6V is applied. The phase difference between the two waveforms is 90 degrees.
【0050】[0050]
【表6】 [Table 6]
【0051】表6に、本実施例と従来例との角度精度の
比較を示す。本実施例では一つのヨークの極歯10の数
は25であって、第1参考例と同様である。表6は、従
来例では、角度精度が0.045度の6.24倍である
が、本実施例では4.16倍になることを示している。Table 6 shows a comparison of the angular accuracy between this embodiment and the conventional example. In this embodiment, the number of pole teeth 10 of one yoke is 25, which is the same as in the first reference example. Table 6 shows that in the conventional example, the angle accuracy is 6.45 times 0.045 degrees, but in the present embodiment, it is 4.16 times.
【0052】本実施例では定電圧駆動であるが、定電流
駆動でも同様である。In this embodiment, constant voltage driving is used, but constant current driving is also the same.
【0053】本発明は上記実施例に限定されず、例えば
第1参考例、第2参考例あるいは第1参考例と第2参考
例とを組み合わせたものに、第1実施例〜第3実施例の
いずれかの特徴部分を組み合わせることが可能である。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, a first reference example, a second reference example or a combination of the first reference example and the second reference example may be applied to the first to third examples. It is possible to combine any of the characteristic parts of
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明のステッピングモータの駆動方法
は、角度精度が向上すると共に高周波領域でのトルク低
下を防ぐことができるという効果を奏する。The stepping motor driving method of the present invention has the effects of improving the angular accuracy and preventing the torque from decreasing in the high frequency range.
【図1】本発明のステッピングモータの第1参考例の極
歯の正面図である。FIG. 1 is a front view of pole teeth of a first reference example of a stepping motor of the present invention.
【図2】本発明のステッピングモータの第1参考例の一
部展開斜視図である。FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a first reference example of a stepping motor according to the present invention.
【図3】本発明のステッピングモータの第1参考例のト
ルク特性と従来例のトルク特性との比較を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a comparison between the torque characteristic of the first reference example and the torque characteristic of the conventional example of the stepping motor of the present invention.
【図4】本発明のステッピングモータの第2参考例のス
テータヨークの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a stator yoke of a second reference example of the stepping motor of the invention.
【図5】本発明のステッピングモータの第2参考例のト
ルク特性と従来例のトルク特性との比較を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a comparison between the torque characteristic of the second reference example of the stepping motor of the present invention and the torque characteristic of the conventional example.
【図6】本発明のステッピングモータの駆動方法の第1
実施例で使用する電圧波形を示す図である。FIG. 6 is a first stepping motor driving method according to the present invention.
It is a figure which shows the voltage waveform used in an Example.
【図7】本発明のステッピングモータの駆動方法の第2
実施例で使用する電圧波形を示す図である。FIG. 7 is a second step of the stepping motor driving method according to the present invention.
It is a figure which shows the voltage waveform used in an Example.
【図8】本発明のステッピングモータの駆動方法の第3
実施例で使用する電圧波形を示す図である。FIG. 8 is a third step of the stepping motor driving method according to the present invention.
It is a figure which shows the voltage waveform used in an Example.
【図9】ステッピングモータの一般的な構成を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a general configuration of a stepping motor.
1 フレーム 1a 切り欠き 2 第1外ヨーク 3 第1コイルボビン 4 第1内ヨーク 5 第2外ヨーク 6 第2コイルボビン 7 第2内ヨーク 8 ロータ 9 ブラケット 10 極歯 10a 極歯 10b 側辺 10c 極歯 10d 側辺 1 frame 1a cutout 2 First outer yoke 3 First coil bobbin 4 First inner yoke 5 Second outer yoke 6 Second coil bobbin 7 Second inner yoke 8 rotor 9 bracket 10 pole teeth 10a pole teeth 10b side 10c pole teeth 10d side
Claims (5)
る1対のステータヨークを有し、両ステータヨーク間の
漏洩磁束が互いに影響しあうステッピングモータにおい
て、前記ステータヨークを励磁する電圧又は電流の位相
差を電気角90度からずらせてマイクロステップ駆動す
ることを特徴とするステッピングモータの駆動方法。1. In a stepping motor having a pair of stator yokes that are excited with a phase difference of an electrical angle of 90 degrees, and a leakage magnetic flux between the two stator yokes influences each other, a voltage for exciting the stator yokes. Alternatively, a stepping motor driving method is characterized in that the phase difference of currents is shifted from an electrical angle of 90 degrees to perform microstep driving.
88度とする請求項1に記載のステッピングモータの駆
動方法。2. The phase difference of voltage or current is measured as an electrical angle of 60 degrees.
The stepping motor driving method according to claim 1, wherein the stepping motor is set to 88 degrees.
る1対のステータヨークを有し、両ステータヨーク間に
磁気抵抗の差があるステッピングモータにおいて、前記
ステータヨークを励磁する電圧又は電流の波形を、前記
ステータヨークの前記磁気抵抗が小さい側には鋸波近似
波形、他方には正弦波近似波形としてマイクロステップ
駆動することを特徴とするステッピングモータの駆動方
法。3. In a stepping motor having a pair of stator yokes that are excited with a phase difference of 90 electrical degrees from each other and having a difference in magnetic resistance between the two stator yokes, a voltage for exciting the stator yoke or A stepping motor driving method, wherein the current waveform is microstep-driven as a sawtooth wave approximate waveform on the side of the stator yoke where the magnetic resistance is small and a sinusoidal wave approximate waveform on the other side.
るステータヨークを有し、両ステータヨーク間に磁気抵
抗の差があるステッピングモータにおいて、前記ステー
タヨークを励磁する電圧又は電流の最大値を、前記ステ
ータヨークの前記磁気抵抗が小さい側には低く、他方に
は高くしてマイクロステップ駆動することを特徴とする
ステッピングモータの駆動方法。4. In a stepping motor having stator yokes that are excited with a phase difference of 90 electrical degrees to each other and having a difference in magnetic resistance between the two stator yokes, the maximum voltage or current that excites the stator yoke is maximized. A method of driving a stepping motor, characterized in that the value is set low on the side of the stator yoke having a small magnetic resistance and set high on the other side to perform microstep driving.
の最大値の比は、1.13〜1.5である請求項4に記
載のステッピングモータの駆動方法。5. The method of driving a stepping motor according to claim 4, wherein the ratio of the maximum values of the voltage or current for exciting the stator yoke is 1.13 to 1.5.
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KR100794453B1 (en) * | 2007-10-08 | 2008-01-16 | 김성곤 | A dual spindle structure which has a rotation different at an identity shaft each other |
EP4131768A4 (en) * | 2020-03-30 | 2024-06-05 | Oriental Motor Co., Ltd. | Control device for stepping motor |
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