JPH0471396A - ステッピングモータの相合わせ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 停止状態からロータを所要の位置に回転させるステッピ
ングモータの相合わせ制御方法に関し相合わせの際に、
確実にロータを目的の位置に回転させることができるよ
うにすることを目的とし 隣り合う２相を順に励磁して、ロータを目的とする相位
置に回転させるように構成する。また隣り合う２相を短
い周期にて繰り返し交互に励磁し、ロータが十分にそれ
らの相に近づいた時点で目的とする相を励磁してロータ
を停止させるように構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、駆動手段としてステッピングモータを使用し
た装置における。電源投入時等のモータの相合わせ（ロ
ータ引き込み）制御に係り、特に停止状態からロータを
所要の位置に確実に回転させることができるようにした
ステッピングモータの相合わせ制御方法に関する。

ステッピングモータは、高精度な位置決めを必要とする
分野の駆動手段として利用されておりオープンループで
使用する場合には、特にロータの回転をうまく制御する
必要がある。

〔従来の技術〕

従来、ステッピングモータの相合わせ制御は目的とする
相（例えばＡ相）に、ある一定時間だけ励磁することに
より、ロータを所要の位置に回転させる方法をとってい
た。

しかし、この方法の場合、最初、ロータが励磁される相
に対して位相差にして１８０°ずれた位置に停止してい
るときには、ロータは正転方向および逆転方向に、ちょ
うど同じ回転トルクを受けることになるので、実際は正
転も逆転もできず停止したままになることがある。

第４図は、その従来技術の問題点を説明するための図で
あり、この図では、説明を分かりやすくするために、ス
テータ１０およびロータ１１を横方向に伸ばした形で表
している。

ロータ１１を左方向のＲＯの位置または右方向のＲＯ’
の位置まで回転させて停止させる場合Ａ相への励磁を行
う。この場合、最初にロータ１１がＢ相のＲ１の位置に
あると、左方向の力が右方向よりも強く働くため、ロー
タ１１は左方向へ移動する。

しかし２　ロータ１１が、Ａ相を励磁するときにＣ相す
なわちＲ２の位置にあったとすると、左方向および右方
向へ働く回転トルクが同じでありスムーズにどちらかへ
移動できないことがある。

また、従来技術には１次のような問題もある。

第５図に示すように、相合わせにおいて、ロータの移動
距離が大きいと、ロータにはより大きな回転ｌ・ルクが
発生し、オーバシュートで振動することになる。すなわ
ち、１ステツプまたは０．５ステツプのロータの移動距
ｉ！１ＩＩＸ１では、比較的速く振動が収束するが、相
合わせ制御でロータを回転させる場合には、Ｘ２のよう
にロータの移動距離が長くなることがあり、大きな回転
トルクのため振動が太き（なって、それが収束するまで
長時間かかることがある。

特に１回転トルクが大きい場合には、目的の位置に引き
戻されず９次の安定点（例えば位相差が３６０°先のＡ
相）まで回転してしまうこともある。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の制御方法によれば、引き込み動作
の際に、ロータが目的の相にスムーズに移動できないこ
とがあり、その場合、実質的な位置すれとなって、場合
によっては１次の正常な回転指令に対して応答ができな
くなる（脱調する）という問題がある。

また、第５図に示すような移動距離Ｘ２による大きな振
動を止めるため、長時間連続して１つの相に励磁すると
、過大な発熱が生じ、故障の原因になることがある。

本発明は上記問題点の解決を図り、相合わせの際に、確
実にロータを目的の位置に回転させることができるよう
にすることを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

第１図（イ）に示す本発明のステッピングモータの相合
わせ制御方法では、相合わせの目的とする相の隣の相を
、ある時間励磁する。その後、目的とする相を、ある時
間励磁する。

例えば１・２和文代励磁を行うＡ−Ｄ相の４相モータに
おいて、Ａ相に和合ねせを行う場合、第１図（イ）に示
すステップＳｌｌで、ＤＡ相を所定の時間励磁し３次に
ステップＳ１２で、目的とするＡ相を所定の時間励磁す
る。

また、第１図（ロ）に示す本発明のステッピングモータ
の相合わせ制御方法では、隣り合う２相を短い周期にて
繰り返し交互に励磁し、ロータが十分にそれらの相に近
づいた時点で目的とする相を励磁してロータを停止させ
る。

例えば１・２和文代励磁を行うＡ〜ＤＩＤの４相モータ
において、Ａ相に相合わせを行う場合、第１図（ロ）に
示すステップＳ２１により、ＤＡ相を従来の励磁時間よ
りも非常に短い時間だけ励磁する。次にステップ３２２
により、目的とするＡ相を同様に短時間励磁する。以上
の処理をステップＳ２３の判定により所定の回数だしり
繰り返しロータが目的とするＡ相の付近に十分に近づい
たならば、ステップＳ２４によって最終的にＡ相を励磁
して、ロータをＡ相の位置に停止させる。

（作用］ 隣り合う相を順に励磁することにより、初めロータが位
相差１８０°の位置に停止していてもロータが回転でき
ないようなことがなく、確実に目的の相位置にロータを
回転させることができる。

また、隣り合う相を非常に短い周期で繰り返し交互に励
磁することにより２　ロータを目的の位置に徐々に近づ
けることができるので、オーハシュ−トシたり振動した
りするのを防止し、目的の位置に確実にロータを停止さ
せることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す図である。

１・２和文代励磁を行うＡ−Ｃ相の４相ステツピングモ
ータの例について説明する。

例えばロータが最初にＢＣ相の位置に停止しているとき
に、Ａ相に和合わせを行うものとする。

まず２人相の隣の相であるＤＡ相を、ある時間励磁する
。ロータは、ＢＣ相にあるので２両方向に同じ回転トル
クを受け、第２図に示すように。

ＢＣ相にとどまる。

次に、目的とするＡ相を励磁すると、ロータは位相差の
小さいほうのＡ相に引き寄せられるのでＡ相まで回転す
る。

例えば、最初にロータがＣ相にある場合にはＤＡ相の励
磁のときに、ロータが動くので３次のＡ相の励磁でも、
ロータは目的とする位置まで動くことになる。

ここで、励磁のタイミングなどは、装置の負荷等により
決定されるものである。

第３図は本発明の第２の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す図である。

同様に、１・２和文代励磁を行うＡ−Ｃ相の４相ステツ
ピングモータの例について説明する。

ロータが最初にＢＣ相の位置に停止しているときに、Ａ
相に和合わせを行うものとする。

第３図に示すように、ＤＡ相の励磁とＡ相の励磁とを短
い周期で交互に繰り返す。これによりロータは徐々にＡ
相に引き寄せられ、惰力による振動などを起こすことな
く、Ａ相の位置まできて停止する。

ここで　励磁のタイミングなどは、装置の負荷等により
決定されるものである。例えば、従来。

Ｌｏｏｍｓ弱の連続励磁により、相合わせを行っている
ような装置で、５００Ｉｌｓとか１ｍｓといったオーダ
の励磁を、隣り合う相で交互に繰り返す。もちろん２本
発明は、この値でなくても十分な効果をあげることが可
能である。どの程度の回数を繰り返すかは、使用状況に
合わせた環境のもとて試験などを行い、ロータが目的の
位置に十分に近づくのに最悪どれくらいの回数が必要で
あるかを調べ、それに適当なマージンを加えて、設計値
とすればよい。なお本実施例では、５０〜６０回の繰り
返し励磁を行った。

以上、４相ステツピングモータを例に本発明の詳細な説
明したが３本発明はこれに限らず実施可能である。また
、１・２和文代励磁でなく、１相励磁または２相同時励
磁など、他の通電方式でも　本発明を同様に適用できる
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように３本発明によれば、ステ・ノビング
モータの相合わせの際に、確実にロータを目的の位置に
回転させることができるので、特にオープンループで使
用する場合には１位置ずれを防止することができ、装置
の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図 第２図は本発明の第１の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す図 第３図は本発明の第２の実施例に係る相励磁のタイミン
グとロータの動きを示す同。 第４図および第５図は従来技術の問題点説明図である。 図中、１０はステータ、１１はロータを表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）停止状態からロータを所要の位置に回転させるステ
   ッピングモータの相合わせ制御方法において， 隣り合う２相を順に励磁して，ロータを目的とする相位
   置に回転させることを特徴とするステッピングモータの
   相合わせ制御方法。 ２）停止状態からロータを所要の位置に回転させるステ
   ッピングモータの相合わせ制御方法において， 隣り合う２相を短い周期にて繰り返し交互に励磁し，ロ
   ータが十分にそれらの相に近づいた時点で目的とする相
   を励磁してロータを停止させることを特徴とするステッ
   ピングモータの相合わせ制御方法。