JPH01268493A - Damping system for stepping motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To suppress vibration at the time of stopping a motor by reducing the reference voltage of a comparator at the time of braking to decrease a motor torque, and then raising the reference voltage. CONSTITUTION:A rated value of reference voltage VR is applied to a comparator 6 whole a driving pulse (CLOCK) is input. After a driving pulse (CLOCK) is stopped at the time of stopping a motor 1, the voltage VR is reduced by the program of a microcomputer 10. As a result, the current of the motor 1 is reduced, its torque is decreased, and smoothly approached to the vicinity of a stable point. The voltage VR is raised higher than the rated value near the stable point to increase the current flowing to the motor 1, thereby increasing a motor torque. Thereafter, the voltage VR is again returned to the rated value, and its vibration is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、ステップモータの円滑な制動を得るダンピン
グ方式に関する。The present invention relates to a damping method for achieving smooth braking of a step motor.

【従来の技術】[Conventional technology]

ステップモータは、簡単な制御で精度のよい位置精度が
得られるという利７αがあるが、反面、速度が遅く、停
止時の振動が大きく制御しにくいという欠点がある。近
年、ステップモータでありながら、外部に速度センサを
取付け、フィードバック制御により制動効果を得る方式
、あるいは別部品のグンパーを取付ける方式が提案され
、実施されているが、これはコスト高になるため、結局
はオープンループでの制動が望まれている。 オーブンループによる制動方式として、従来、電圧切替
えによる方式がある。この方式は電源を２系統準備して
、駆動時には高電圧を印加し、停止位置の安定点付近で
低圧側に切替えるものである。The step motor has the advantage of being able to obtain high positional accuracy with simple control, but on the other hand, it has the drawbacks of slow speed and large vibrations when stopped, making it difficult to control. In recent years, methods have been proposed and implemented in which a speed sensor is attached to the outside of the step motor to obtain a braking effect through feedback control, or a method in which a separate part of the pumper is attached, but these methods are expensive, so In the end, open-loop braking is desired. Conventionally, as a braking method using an oven loop, there is a method using voltage switching. This method prepares two power supply systems, applies high voltage during driving, and switches to the low voltage side near the stable point of the stop position.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

上述のような従来の技術にあっては、２系統の電源、電
源切替用リレー又はパワートランクスタ等が必要で、不
経済であるという問題、αを有する上、基本的に低電圧
駆動であるため、高速駆動ができず、外付は抵抗などの
発熱も大きいという問題点を有していた。 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、チシッパー型定電流駆動回路
を基本とし、部品の発熱が少なく、高速駆動ができ、し
かも、１個の電源で制動が可能なダンピング方式を提供
するこ゛とにある。The conventional technology described above requires two power supplies, a power supply switching relay, a power trunk starter, etc., and has the problem of being uneconomical, α, and is basically driven at a low voltage. Therefore, high-speed driving was not possible, and the externally connected resistors generated a large amount of heat. The present invention was made in view of the above-mentioned problems.
The purpose is to provide a damping method based on a chipper type constant current drive circuit, which generates less heat in parts, can be driven at high speed, and can be braked with a single power source.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明においては、チＢツ
バー型定電流駆動回路を基本とし、２相コイルを有する
モータをドライブするドライバーと、このドライバーに
励磁相切替信号を出力するロジック回路と、前記ドライ
バーに定電流駆動するようにチョップ信号を出力する比
較回路とを備え、モータ制動時に比較回路の基準電圧を
低下してモータトルクを低下させ、その後基準電圧を上
昇させるようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention is based on a constant current drive circuit of the B-tube type, and includes a driver that drives a motor having a two-phase coil, and a logic circuit that outputs an excitation phase switching signal to this driver. and a comparison circuit that outputs a chop signal to drive the driver at a constant current, and when the motor is braked, the reference voltage of the comparison circuit is lowered to reduce the motor torque, and then the reference voltage is increased. be.

【作用】[Effect]

本発明は、上述のように構成しているから、制動時にト
ルクを一旦低下させ、緩やかに安定点付近まで近付けて
、安定点付近で基準電圧を上昇させて停止力を増加し、
その後再び基準電圧を定格値に戻すことによってモータ
の振動を抑制できる。Since the present invention is configured as described above, the torque is temporarily reduced during braking, the torque is gradually brought close to the stable point, and the reference voltage is increased near the stable point to increase the stopping force.
Thereafter, vibration of the motor can be suppressed by returning the reference voltage to the rated value again.

【実施例】【Example】

本発明の詳細な説明の前に、本発明の基本であるチＢツ
バー型定電流駆動回路について説明する。 第４図はチタッパー型定電流駆動回路のブロック回路図
でモータ１は２相コイル２．３を有し、ドライバー４に
より駆動される。ドライバー４は第５図のように４個の
トランジスタＱ　ｌ　ｌ　Ｑ　２１　Ｑ　：ｌ　＊Ｑ、
により１個のコイル２を駆動し、他相のコイル３も同様
に駆動する。ロジック回路５は、マイクロコンビエータ
（図示せず）から出力された駆動パルス（ＣＬＯＣＫ）
とＣ四／ＣＣ１１切替信号等により励磁相＋ＪＪ替信秒
信号力するもので、第６図（ａ）に示す駆動パルスに対
してＭＳ６図（ｂ）〜（ｅ）のような励磁相切替信号Ａ
、Ａ、Ｂ、Ｂを得る。比較回路６は第７図のように構成
し、定電流駆動を行なっており、センス電圧Ｖｓとして
センス抵抗Ｒｓで検出されたモータのコイル２の電流を
コンバレータフの反転入力に接続する。尚、モータのコ
イル３も同様に接続する。又、コンパレータ７の非反転
入力には基準電圧ｖＲを入力する。コンパレータ７は非
反転入力電圧が第８図（ｂ）のように反転入力電圧を越
えると出力は第８図（ｅ）のように、Ｌとなり、その立
下がりでＲ３７リツプ７０ツブ８をリセットする。一方
、Ｒ８７リツプ７０ツブ８のセット入力にはチ１ツビン
グ周波数を決定する第８図（ａ）のようなりロックが発
振器９から入力されており、クロックの立上がりでＲ８
７リフブ７ａツブ８の出力をセラ）（Ｈ）にする、この
Ｒ８７リツプ７０ツブ８の出力は、第４図のドライバー
４をチタップするチ１ツブ信号Ａ１チョップ信号Ｂとし
て出力され、チ１ツブ信号Ａ１．を第５図のトランジス
タＱ、、Ｑ２を駆動する。したがって、センス電圧Ｖｓ
が基準電圧ｖＲより低い場合は、Ｒ８７リツプ７０ツブ
８の出力が第８図（ａ）のようにＨになり、コイル２．
３に電圧を印加して電流を流す、コイル２．３に電流が
流れるとセンス電圧Ｖｓが大軽くなり、基準電圧ＶＲを
越えればＲ８７リツプ７０ツブ８の出力がＬになり、コ
イル２．３に通電されなくなる。このＲ８７リツプ７ａ
ツブ８の出力が第６図（ｆ）、（ｇ）のように千鱈ツブ
信号Ａ、チ１ツブ信号Ｂとなって、ドライバー４のトラ
ンジスタＱ、、Ｑ、に入力される。このチ遥ツブ信号Ａ
、Ｂのオンデユーテイは第９図（ａ）〜（Ｃ）のように
、コイル２．３の電流値、即ちセンス電圧Ｖｓが所定の
基準値になるまでオンしづづけ、基準値を越えるとオフ
になって一定のレベル、いいかえれば、コイル電流とセ
ンス抵抗Ｒｓとの積が基準電圧■１に等しくなるように
保つ。 次に、上述のようなチ１ツバー型定電流駆動回路を用い
た本発明の実施例について説明する。 第１図において、モータ１、コイル２．３、ドライバー
４、ロジック回路５、比較回路６等は第４図の基本回路
と同じである。マイクロコンピュータ１０はロジック回
路５に駆動パルス（ＣＬＯＣＫ）とｃｍ／ｃａｗ切替信
号を出力し、更に、Ｄ／Ａコンバータ１１を介して比較
回路６に基準電圧ＶＲを与える。 まず、駆動パルス（ＣＬ　ＯＣＫ　）が第２図（ｂ）の
ように入力されている間は、基準電圧ｖＲは第２図（、
）のように定格値を比較回路６に与える。モ−タ１の停
止時に駆動パルス（ＣＬ　ＯＣＫ　）に停止した後、基
準電圧■Ｒをマイクロコンピュータ１０のプログラムに
より第２図（、）のように低下させる。その結果、チョ
ップ信号のデユーティが減少しでモータ１に流れる電流
が低下し、モータ１のトルクは第３図の通常電流による
トルクＴ、より、小電流によるトルクＴ２に低下し、緩
やかに安定点付近まで近付ける。安定点付近で、基準電
圧ｖＲを第２図（ａ）のように定格値より高くすると、
チ１ツブ信号のデユーティが増大してモータ１に流れる
電流が増加し、モータ１のトルクは第３図の大７４流に
よるトルクＴ、になり、停止力を増大する。その後、再
び基準電圧ＶＲを定格値に戻すことにより振動を抑制す
る。即ち、基準電圧■Ｒを第２図（ａ）のように変化さ
せることにより、モータ１のトルクを第３図の太線矢印
方向に変化させてモータ１の停止時の振動を抑制できる
。Before explaining the present invention in detail, a cross-bar type constant current drive circuit, which is the basis of the present invention, will be explained. FIG. 4 is a block circuit diagram of a Chitappa type constant current drive circuit. The motor 1 has a two-phase coil 2.3 and is driven by a driver 4. The driver 4 has four transistors Q l l Q 21 Q :l *Q, as shown in FIG.
One coil 2 is driven by this, and the coils 3 of other phases are also driven in the same way. The logic circuit 5 receives a drive pulse (CLOCK) output from a micro combinator (not shown).
The excitation phase + JJ switching signal is output by the C4/CC11 switching signal, etc., and the excitation phase switching signal as shown in MS6 Figures (b) to (e) is applied to the drive pulse shown in Figure 6 (a). A
, A, B, B are obtained. The comparator circuit 6 is constructed as shown in FIG. 7, and is driven with a constant current, and the current of the motor coil 2 detected by the sense resistor Rs is connected as the sense voltage Vs to the inverting input of the converter tough. Incidentally, the coil 3 of the motor is also connected in the same manner. Further, the reference voltage vR is input to the non-inverting input of the comparator 7. When the non-inverting input voltage of the comparator 7 exceeds the inverting input voltage as shown in FIG. 8(b), the output becomes L as shown in FIG. 8(e), and at its fall, the R37 lip 70 knob 8 is reset. . On the other hand, a lock as shown in FIG. 8(a) that determines the tuning frequency is input to the set input of the R87 rip 70 knob 8 from the oscillator 9, and at the rising edge of the clock, the R87
The output of this R87 lip 70 knob 8, which sets the output of the R7 riffle 7a knob 8 to Serra) (H), is output as a chip signal A1 chop signal B that taps the driver 4 in FIG. Signal A1. drives transistors Q, , Q2 in FIG. Therefore, the sense voltage Vs
is lower than the reference voltage vR, the output of the R87 lip 70 knob 8 becomes H as shown in FIG. 8(a), and the coil 2.
When the current flows through the coil 2.3, the sense voltage Vs becomes much lighter, and when it exceeds the reference voltage VR, the output of the R87 lip 70 tube 8 becomes L, and the current flows through the coil 2.3. The power will no longer be applied. This R87 lip 7a
The output of the tube 8 becomes the 100-pound tube signal A and the chip 1 tube signal B, as shown in FIGS. 6(f) and (g), and is input to the transistors Q, , Q, of the driver 4. This chip signal A
, B are kept on until the current value of the coil 2.3, that is, the sense voltage Vs reaches a predetermined reference value, as shown in FIGS. 9(a) to (C), and are turned off when it exceeds the reference value. In other words, the product of the coil current and the sense resistor Rs is kept equal to the reference voltage ■1. Next, an embodiment of the present invention using the above-described single-bar type constant current drive circuit will be described. In FIG. 1, the motor 1, coil 2.3, driver 4, logic circuit 5, comparison circuit 6, etc. are the same as the basic circuit shown in FIG. The microcomputer 10 outputs a drive pulse (CLOCK) and a cm/caw switching signal to the logic circuit 5, and further provides a reference voltage VR to the comparison circuit 6 via the D/A converter 11. First, while the driving pulse (CLOCK) is input as shown in FIG. 2(b), the reference voltage vR is as shown in FIG.
) is applied to the comparator circuit 6. After the motor 1 is stopped by the drive pulse (CLOCK), the reference voltage (R) is lowered by the program of the microcomputer 10 as shown in FIG. As a result, the duty of the chop signal decreases and the current flowing through the motor 1 decreases, and the torque of the motor 1 decreases from the torque T due to the normal current in Figure 3 to the torque T2 due to the small current, gradually reaching a stable point. Get close to it. When the reference voltage vR is made higher than the rated value near the stable point as shown in Figure 2 (a),
The duty of the chip signal increases, the current flowing to the motor 1 increases, and the torque of the motor 1 becomes the torque T due to the large current 74 in FIG. 3, increasing the stopping force. Thereafter, vibration is suppressed by returning the reference voltage VR to the rated value again. That is, by changing the reference voltage R as shown in FIG. 2(a), the torque of the motor 1 can be changed in the direction of the thick arrow in FIG. 3, thereby suppressing vibration when the motor 1 is stopped.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明は、上述のように構成したから、チ１ツバー型定
電流駆動回路を基本としてオーブンループですぐれた制
動特性が得られ、しかも、部品の発熱が少なく、高速駆
動ができる上、１個の電源で制動が可能であり、更に、
マイクロコンピュータのプログラムによって制動のタイ
ミング、電流の増減のパターン等を自由に設定でき、各
種の負荷に対応できるという効果を奏するものである。Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain excellent braking characteristics in an oven loop based on a chip bar type constant current drive circuit, and furthermore, the parts generate less heat and can be driven at high speed. Braking is possible with the power supply of
The braking timing, current increase/decrease pattern, etc. can be freely set by a microcomputer program, and it has the advantage of being able to handle various loads.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例のブロック回路図、第２図は
同上の動作タイムチャート、第３図は同上の動作説明図
、第４図は本発明の基本となるチ謄ツバー型定電流駆動
回路のブロック回路図、第５図は同上のドライバーの回
路図、第６図は同上のロジック回路の動作タイムチャー
ト、第７図は同上の比較回路のブロック回路図、＃Ｓ８
図は同上の動作タイムチャート、第９図は同上の１周期
を拡大した状態の動作タイムチャートである。 １はモータ、２はコイル、３はコイル、４はドライバー
、５はロジック回路、６は比較回路である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第１図 第２図 Ｉ 第８図 第９図FIG. 1 is a block circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation time chart of the same as above, FIG. 3 is an explanatory diagram of the same as above, and FIG. A block circuit diagram of the current drive circuit, Fig. 5 is a circuit diagram of the same driver as above, Fig. 6 is an operation time chart of the logic circuit as above, Fig. 7 is a block circuit diagram of the comparison circuit as above, #S8
The figure is an operation time chart of the same as above, and FIG. 9 is an operation time chart of one cycle of the same as above in an enlarged state. 1 is a motor, 2 is a coil, 3 is a coil, 4 is a driver, 5 is a logic circuit, and 6 is a comparison circuit. Agent Patent Attorney Ishi 1) Ai 7 Figure 1 Figure 2 I Figure 8 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）２相コイルを有するモータをドライブするドライ
バーと、前記ドライバーに励磁相切替信号を出力するロ
ジック回路と、前記ドライバーに定電流駆動する如くチ
ョップ信号を出力する比較回路とを備え、モータ制御時
に比較回路の基準電圧を低下してモータトルクを低下さ
せ、その後前記基準電圧を上昇させる如くして成ること
を特徴とするステップモータのダンピング方式。(1) A driver that drives a motor having a two-phase coil, a logic circuit that outputs an excitation phase switching signal to the driver, and a comparison circuit that outputs a chop signal to drive the driver with a constant current, and controls the motor. 1. A damping method for a step motor, characterized in that the reference voltage of a comparator circuit is sometimes lowered to reduce motor torque, and then the reference voltage is increased.