JP2014165969A - Motor discrimination apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転検出回路を備えたモータとモータ駆動装置が接続されるだけで、モータの種類が判別されて制御情報記憶部から読み出される制御情報が更新されるモータ判別装置に関する。 The present invention relates to a motor discriminating apparatus in which the type of motor is discriminated and control information read from a control information storage unit is updated only by connecting a motor having a rotation detection circuit and a motor driving device.
例えば、ステッピングモータの場合、体格が異なる(例えば28□、42□、56□等)複数のモータがあり、これらのモータには界磁コイルに流れる電流値も異なっている。また、モータのステップ角や励磁方式(フルステップかハーフステップ)によって駆動方式も異なる。
複数のモータを駆動制御するモータ駆動装置には、体格の異なるモータを接続して駆動することが求められており、モータ駆動装置に内蔵されたドライバ回路には、誤動作や故障を防ぐためモータの種類を判別して制御情報が更新されることが求められる。
For example, in the case of a stepping motor, there are a plurality of motors having different physiques (for example, 28 □, 42 □, 56 □, etc.), and these motors also have different current values flowing in the field coils. Also, the driving method varies depending on the step angle of the motor and the excitation method (full step or half step).
Motor drive devices that drive and control multiple motors are required to connect and drive motors of different physiques, and driver circuits built in motor drive devices are equipped with motors to prevent malfunctions and failures. It is required that the control information is updated by determining the type.
モータを駆動することなくモータの種類を判別する方法としては、予め温度特性が互いに異なるサーミスタを型番が異なるモータに設けておいて、モータ駆動装置と接続された際にサーミスタの抵抗値の変化を電圧値で測定することで予めドライバ回路の記憶部に記憶されている値と比較してモータの種類を判別するようになっている(特許文献1参照)。
また、モータの回転検出回路に記憶素子と通信装置を設け、出荷時に回転検出回路側の記憶素子に型番を記憶しておき、ドライバ回路の記憶装置には接続されることが想定されるモータの型番を複数記憶しておく。そして電源投入時にモータとモータ駆動装置が通信し、回転検出回路側の記憶素子に格納された型番データとドライバ回路側の記憶素子に格納された型番データとを比較し、モータとモータ駆動装置の組み合わせを判定する方法もある。
As a method of discriminating the type of motor without driving the motor, thermistors having different temperature characteristics are provided in advance in motors having different model numbers, and the resistance value of the thermistor is changed when connected to the motor driving device. By measuring the voltage value, the type of the motor is discriminated in comparison with the value stored in advance in the storage unit of the driver circuit (see Patent Document 1).
Also, a memory element and a communication device are provided in the motor rotation detection circuit, the model number is stored in the memory element on the rotation detection circuit side at the time of shipment, and the motor that is assumed to be connected to the memory device in the driver circuit is stored. A plurality of model numbers are stored. When the power is turned on, the motor and the motor drive device communicate, compare the model number data stored in the memory element on the rotation detection circuit side with the model number data stored in the memory element on the driver circuit side, and There is also a method for determining the combination.
上述したサーミスタの抵抗値を電圧値に変換して読み取る場合には、外来ノイズや配線抵抗の影響を受け易く誤検出するおそれがある。また、ドライブ回路に接続されたモータを使用前と使用後の状態では、温度が異なるためサーミスタの抵抗値も変化しやすい。
また、モータに設けられた回転検出回路に記憶素子や通信手段を設ける方法では、マイクロコンピュータや記憶素子が必要となり、製品コストが上昇する。
When the resistance value of the thermistor described above is converted into a voltage value and read, the detection is likely to be affected by external noise and wiring resistance. In addition, the resistance value of the thermistor is likely to change because the temperature differs between before and after the motor connected to the drive circuit.
Further, in the method of providing a memory element and a communication means in the rotation detection circuit provided in the motor, a microcomputer and a memory element are required, resulting in an increase in product cost.
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、モータをモータ駆動装置と接続するだけでモータの種類が判別でき外来ノイズや配線抵抗の影響を受け難く、しかも簡易な構成で判別することができるモータ判別装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and the purpose of the present invention is to determine the type of motor simply by connecting the motor to the motor drive device, and to be hardly affected by external noise and wiring resistance. In addition, an object of the present invention is to provide a motor discrimination device that can discriminate with a simple configuration.
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
モータと、前記モータのロータの少なくとも位置情報を検出する回転検出部と、モータ固有の識別用抵抗が設けられた前記回転検出部内に備えられた回転検出回路と、前記回転検出回路と接続されて、前記モータを駆動制御する制御信号を出力する駆動制御部と、前記モータの種類に応じたモータ判別情報を記憶する駆動側記憶部と、前記モータの種類に応じた制御情報を記憶する制御情報記憶部と、を備えたモータドライバ回路とを具備し、前記モータドライバ回路に備えた定電流回路と前記回転検出回路に備えた前記識別用抵抗が直列に接続され、当該識別用抵抗に発生する電圧値を前記駆動制御部が読み取って前記モータ判別情報からモータを特定して前記制御情報記憶部から読み出される制御情報が更新されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
A motor, a rotation detection unit that detects at least position information of the rotor of the motor, a rotation detection circuit provided in the rotation detection unit provided with an identification resistor unique to the motor, and the rotation detection circuit; A drive control unit that outputs a control signal for driving and controlling the motor, a drive-side storage unit that stores motor discrimination information according to the type of the motor, and control information that stores control information according to the type of the motor A constant current circuit provided in the motor driver circuit and the identification resistor provided in the rotation detection circuit are connected in series and are generated in the identification resistor. The drive control unit reads the voltage value, specifies the motor from the motor discrimination information, and the control information read from the control information storage unit is updated.
上記構成によれば、モータドライバ回路に備えた定電流回路と回転検出回路に備えたモータ固有の識別用抵抗が直列に接続され、当該識別用抵抗に発生する電圧値を駆動制御部が読み取るようにしているので、外来ノイズや配線抵抗の影響を受け難く、しかも簡易な構成でモータの種類を判別することができる。
また、駆動側記憶部のモータ判別情報からモータを特定して制御情報記憶部から読み出される制御情報が更新されるので、モータが誤動作するおそれもなくなる。
According to the above configuration, the constant current circuit provided in the motor driver circuit and the identification resistor unique to the motor provided in the rotation detection circuit are connected in series so that the drive control unit reads the voltage value generated in the identification resistor. Therefore, it is difficult to be affected by external noise and wiring resistance, and the type of motor can be determined with a simple configuration.
In addition, since the motor is identified from the motor discrimination information in the drive-side storage unit and the control information read from the control information storage unit is updated, there is no possibility that the motor malfunctions.
また前記定電流回路は、スイッチング素子のコレクタ端子、エミッタ抵抗及び前記識別用抵抗が直列接続されており、前記モータドライバ回路と前記回転検出回路が接続されると前記識別用抵抗に発生する抵抗電圧がAD変換回路によりAD変換されて前記駆動制御部に読み取られ、前記駆動側記憶部に記憶されたモータ電圧値からなる前記モータ判別情報との照合からモータが特定されることが望ましい。
これにより、モータドライバ回路に、例えばトランジスタを設けた定電流回路を設け、モータ側にコレクタ端子と直列接続される識別用抵抗(チップ抵抗)を設けておき、識別用抵抗に通電することにより発生する抵抗電圧を測定するだけで、簡易な構成でモータの種類を判別することができる。
The constant current circuit includes a collector terminal of a switching element, an emitter resistor and the identification resistor connected in series, and a resistance voltage generated in the identification resistor when the motor driver circuit and the rotation detection circuit are connected. Is AD-converted by an AD conversion circuit, read by the drive control unit, and a motor is preferably specified based on collation with the motor discrimination information including a motor voltage value stored in the drive-side storage unit.
As a result, a constant current circuit provided with a transistor, for example, is provided in the motor driver circuit, an identification resistor (chip resistor) connected in series with the collector terminal is provided on the motor side, and the current is generated by energizing the identification resistor. The type of motor can be determined with a simple configuration simply by measuring the resistance voltage.
前記回転検出回路は、エンコーダに接続されたエンコーダ回路であり、当該エンコーダ回路が前記モータドライバ回路と接続されると、前記エンコーダ回路が組み付けられた前記モータが判別されて前記制御情報記部のモータ制御情報が更新されるようにしてもよい。
この場合、回転検出回路に設けられた基板に識別用抵抗を設けるだけでモータの種類が判別可能になり、記憶素子などの高価な部品は不要になる。
The rotation detection circuit is an encoder circuit connected to an encoder. When the encoder circuit is connected to the motor driver circuit, the motor in which the encoder circuit is assembled is discriminated and the motor of the control information recording unit The control information may be updated.
In this case, the type of motor can be determined simply by providing an identification resistor on the substrate provided in the rotation detection circuit, and expensive components such as a memory element are not required.
上述したモータ判別装置を用いれば、モータをモータ駆動装置と接続するだけでモータの種類が判別でき外来ノイズや配線抵抗の影響を受け難く、しかも簡易な構成で判別することができる。 By using the motor discriminating apparatus described above, the motor type can be discriminated simply by connecting the motor to the motor driving apparatus, and it is difficult to be influenced by external noise and wiring resistance, and can be discriminated with a simple configuration.
以下、本発明に係るモータ判別装置の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、二相ステッピングモータを例示して説明する。ステッピングモータは、PM型、VR型、ハイブリッド型のいずれであってもよい。また、ブラシレスモーターなどのモータであっても良い。 Embodiments of a motor discrimination device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a two-phase stepping motor will be described as an example. The stepping motor may be any of PM type, VR type and hybrid type. A motor such as a brushless motor may also be used.
図1のブロック図を参照して、二相ステッピングモータの判別装置の概略構成について説明する。二相ステッピングモータ1は、例えばPM型やハイブリッド型はロータヨークに永久磁石を設けた永久磁石ロータと、ステータコアの極歯の回りにモータコイルを巻き付けられたステータと、モータ軸に連結してロータの回転位置及び回転速度を検出するエンコーダ2(回転検出部)を備えている。エンコーダ2を用いることで、高信頼性(脱調レス)を実現している。エンコーダ2には、図示しない回転検出センサを備えたエンコーダ回路3(回転検出回路)が設けられている。エンコーダ回路3には、モータ固有の識別抵抗R1を備えている。尚、エンコーダ2に変えてホールIC等の磁極センサを用いてもよい。本実施例では二相ステッピングモータ1であるため、ステータには電気角で位相が90度異なるA相コイルとB相コイルが巻き付けられている。各相モータコイルには、後述するモータドライバ回路4により所定のタイミングでモータ電流が流れる。
With reference to the block diagram of FIG. 1, a schematic configuration of the discrimination device for a two-phase stepping motor will be described. The two-
二相ステッピングモータ1を駆動制御するモータドライバ回路4は、モータ駆動信号とエンコーダ信号が一体となったケーブルにより接続されて、モータを駆動制御する制御信号を出力したり位置情報を検出したりする。ケーブルは例えばマルチスタンダードケーブルや耐屈曲ケーブルなどが用いられる。CPU(中央演算処理装置;駆動制御部)4aは、二相ステッピングモータ1を駆動制御する。ROM4b(リードオンリーメモリ;制御情報記憶部)は、モータの種類に応じた制御情報(制御プログラム等)を記憶している。RAM4c(ランダムアクセスメモリ)は、CPU4aに入出力されるデータやROM4bから読み出された制御プログラムを一時的に記憶したりしてCPU4aのワークエリアとして用いられる。
The
また、EEPROM4d(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory;駆動側記憶部)は、モータ固有の識別情報に対応するモータ判別情報(電圧データ)を記憶している。尚、EEPROM4dに記憶されたモータ判別情報は随時書き換えすることが可能である。モータドライバ回路4は、二相ステッピングモータ1と接続されると、エンコータ回路3に備えたモータを識別するため固有の識別用抵抗R1が定電流回路5と直列に接続される。また、後述するように、モータドライバ回路4は、定電流回路5へ駆動指令を出力し、AD変換回路6から電圧信号が入力される。
An
図2に定電流回路5と識別用抵抗R1と接続例を示す。定電流回路5は、エミッタフォロワ型のトランジスタQとエミッタ抵抗R2により構成されている。また、トランジスタQのコレクタ端子が識別用抵抗R1と直列に接続されている。エンコーダ回路3の識別用抵抗R1には、モータドライバ回路4から電源電圧Vccが供給される。また、モータドライバ回路4(CPU4a)は、トランジスタQのベースに駆動電圧を供給してトランジスタQをON/OFF制御する。
FIG. 2 shows a connection example between the constant
トランジスタQがONすると、電源電圧Vccが供給される識別用抵抗R1、トランジスタQのコレクタ端子及びエミッタ抵抗R2を通じて定電流が流れるようになっている。このとき、図1においてCPU4aは識別用抵抗R1に発生する電圧値を読み取ってEEPROM4dのモータ判別情報からモータを特定してROM4bからRAM4cに読み出される制御情報が更新される。
When the transistor Q is turned on, a constant current flows through the identification resistor R1 to which the power supply voltage Vcc is supplied, the collector terminal of the transistor Q, and the emitter resistor R2. At this time, in FIG. 1, the
具体的には、定電流回路5は、トランジスタQのコレクタ端子、エミッタ抵抗R2及び識別用抵抗R1が直列接続されており、識別用抵抗R1の両端に発生する抵抗電圧がAD変換回路6によりAD変換されてCPU4aに読み取られる。識別用抵抗R1に発生する抵抗電圧は分圧比[R2/(R1+R2)](Vce≒0)で求められるから、この抵抗電圧値がAD変換されてEEPROM4dに記憶されたモータ電圧値との照合からモータの種類が判別される。
Specifically, the constant
次に、モータ判別装置の判別動作について図3のフローチャートを参照して説明する。先ず、モータドライバ回路4に二相ステッピングモータ1が接続されると、CPU4aは、定電流回路5のトランジスタQのベースに駆動指令を出力し、当該トランジスタQをONにする(ステップS1)。このとき、電源電圧Vccが供給される識別用抵抗R1、トランジスタQのコレクタ端子及びエミッタ抵抗R2を通じて定電流が流れる。
Next, the discrimination operation of the motor discrimination device will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the two-
次に識別用抵抗R1に発生する抵抗電圧がAD変換回路6によりAD変換されてCPU4aに読み取られる。具体的には、CPU4aはA/D変換ポートの電圧を確認する(ステップS2)。
次にCPU4aは取得した電圧データと、EEPROM4dに記憶されている電圧データをRAM4cに読み出して照合する。(ステップS3)。尚、電圧データを照合した結果、電圧データが存在しない場合には、異なるタイプのモータが接続されたものとしてエラーを報知するようにしてもよい。
Next, the resistance voltage generated in the identification resistor R1 is AD converted by the
Next, the
CPU4aは、電圧データ照合の結果、モータの種類を判別したら、RAM4cに読み出される制御情報を更新し、判別したモータに対応する制御情報(制御プログラム)をROM4bからRAM4cに読み出してモータ駆動に備える(ステップS4)。CPU4aは、モード設定用アプリケーションソフトウェアにより選択された動作モードに基づき二相ステッピングモータ1の動作を制御する。モータドライバ回路4は、上位コントローラ(例えばプログラマブルロジックコントローラ(programmable logic controller;PLC))からモータの回転指令や位置指令などの信号が入力され、エンコーダ回路3からのロータ位置・速度情報やモータ電流情報に基づいてPWM(pulse width modulation:パルス幅変調)信号を生成して出力する。尚、二相ステッピングモータ1の定電流制御は、フルステップ駆動に限らずマイクロステップ駆動であってもよい。
When the
上述したモータ判別装置を用いれば、二相ステッピングモータ1をモータドライバ回路4とケーブルで接続するだけでモータの種類が判別でき、外来ノイズや配線抵抗の影響を受け難く、しかも簡易な構成で判別することができる。
また、EEPROM4dのモータ判別情報からモータを特定してROM4bから読み出される制御情報が更新されるので、モータが誤動作するおそれもなくなる。
By using the motor discriminating device described above, the motor type can be discriminated simply by connecting the two-
Further, since the motor is identified from the motor discrimination information in the
本実施例ではモータとして二相ステッピングモータについて説明したが、この三相以上の多相ステッピングモータであっても良いし、モータはインナーロータ型であってもアウターロータ型であってもいずれでもよい。また、モータ判別装置はステッピングモータの駆動回路に限らず、BLDC(ブラシレス直流)モータの駆動回路に適用することも可能である。 In this embodiment, a two-phase stepping motor has been described as a motor. However, a multi-phase stepping motor having three or more phases may be used, and the motor may be an inner rotor type or an outer rotor type. . Further, the motor discrimination device is not limited to a stepping motor drive circuit, but can also be applied to a BLDC (brushless direct current) motor drive circuit.
また、識別用抵抗R1に発生する抵抗電圧がAD変換回路6によりAD変換されるので、規定の電圧以外は回転検出回路を備えたモータの接続または未接続の判別をすることができる。
Further, since the resistance voltage generated in the identification resistor R1 is AD-converted by the
1 二相ステッピングモータ 2 エンコーダ 3 エンコーダ回路 4 モータドライバ回路 4a CPU 4b ROM 4c RAM 4d EEPROM 5 定電流回路 6 AD変換回路
1 Two-
Claims (2)
前記モータのロータの少なくとも位置情報を検出する回転検出部と、モータ固有の識別用抵抗が設けられた前記回転検出部内に備えられた回転検出回路と、
前記回転検出回路と接続されて、前記モータを駆動制御する制御信号を出力する駆動制御部と、前記モータの種類に応じたモータ判別情報を記憶する駆動側記憶部と、前記モータの種類に応じた制御情報を記憶する制御情報記憶部と、を備えたモータドライバ回路とを具備し、
前記モータドライバ回路に備えた定電流回路と前記回転検出回路に備えた前記識別用抵抗が直列に接続され、当該識別用抵抗に発生する電圧値を前記駆動制御部が読み取って前記モータ判別情報からモータを特定して前記制御情報記憶部から読み出される制御情報が更新されることを特徴とするモータ判別装置。 A motor,
A rotation detection unit for detecting at least position information of the rotor of the motor, and a rotation detection circuit provided in the rotation detection unit provided with a motor-specific identification resistor;
A drive control unit that is connected to the rotation detection circuit and outputs a control signal for driving and controlling the motor, a drive-side storage unit that stores motor discrimination information corresponding to the type of the motor, and a type that corresponds to the type of the motor A control information storage unit for storing the control information, and a motor driver circuit comprising:
The constant current circuit provided in the motor driver circuit and the identification resistor provided in the rotation detection circuit are connected in series, and the drive control unit reads the voltage value generated in the identification resistor from the motor discrimination information. A motor discrimination device characterized in that control information read from the control information storage unit is specified by specifying a motor.
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