JPH08116693A - Drive circuit of stepping motor - Google Patents
Drive circuit of stepping motorInfo
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- JPH08116693A JPH08116693A JP24973894A JP24973894A JPH08116693A JP H08116693 A JPH08116693 A JP H08116693A JP 24973894 A JP24973894 A JP 24973894A JP 24973894 A JP24973894 A JP 24973894A JP H08116693 A JPH08116693 A JP H08116693A
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- stepping motor
- excitation
- drive circuit
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、画像読取装置
のキャリッジ駆動装置やプリンタ装置のドラム駆動装置
などに用いられるステッピングモータ駆動回路に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor drive circuit used in, for example, a carriage drive device of an image reading device or a drum drive device of a printer device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３に示すようステッピングモータの駆
動は、励磁パルスの周波数を制御して速度制御している
が、立上がりおよび立下がり時はスローアップ・スロー
ダウンして駆動することは必須の技術となっており、負
荷の駆動時は大きなトルクが必要なため定電流駆動して
スローアップ・スローダウン中のみに電流を多く流すシ
ステムもすでに提案されている。2. Description of the Related Art In driving a stepping motor as shown in FIG. 3, the frequency of an excitation pulse is controlled to control the speed. However, it is essential to drive the stepping motor by slowing up and slowing down at the time of rising and falling. Since this is a technology and a large torque is required when driving a load, there has already been proposed a system in which a constant current is driven and a large amount of current is supplied only during slow-up / slow-down.
【０００３】しかしながら、特開平１−２０５１８２号
公報，特開平２−１９０３６８号公報，特開昭６３−２
６２０９８号公報に開示される従来のステッピングモー
タ駆動装置は、電流の制御を段階的に行っているので、
電流が急峻に変化する点で被駆動媒体に振動が生じると
いう欠点があった。図１０は、上述の電流制御法を示
す。（Ａ）は、特開平１−２０５１８２号公報に示され
る制御法であり、定速度に移行するときのハンチングを
防止しており設定電流を定速度の値に変化させるときに
振動を発生する。（Ｂ）は、特開平２−１９０３６８号
公報に示される制御方法であり、起動トルクを段階的に
制御して円滑に定速度運転に移行させるもので、加速減
速時の設定電流を変化させる時点で振動を発生する。
（Ｃ）は、特開平１−２６２０９８号公報に示される方
法であり、定速度運転移行時の振動の発生を抑制しよう
とするものであるが、同様に定速度運転に移行するとき
に振動を発生する。これらはモータの加減速・定速駆動
する時の負荷トルクの変化に対しモータの駆動トルクが
最適に制御されていないために生じていた。However, JP-A-1-205182, JP-A-2-190368, and JP-A-63-2.
Since the conventional stepping motor driving device disclosed in Japanese Patent No. 62098 performs the current control stepwise,
There is a drawback in that the driven medium vibrates at the point where the current sharply changes. FIG. 10 shows the current control method described above. (A) is a control method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-205182, which prevents hunting at the time of shifting to a constant speed, and causes vibration when changing the set current to a constant speed value. (B) is a control method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-190368, in which the starting torque is controlled stepwise to smoothly transition to constant speed operation, and the set current at the time of acceleration / deceleration is changed. Generates vibration.
(C) is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-262098, which attempts to suppress the occurrence of vibration at the time of shifting to constant speed operation. appear. These are caused because the drive torque of the motor is not optimally controlled with respect to the change of the load torque during the acceleration / deceleration / constant speed drive of the motor.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものであり、加速時または減速時もしくは定
速駆動時に生じる振動を抑えるステッピングモータ駆動
回路を提供するものである。また、本発明の他の目的
は、ステッピングモータの騒音の発生を抑え、発熱を抑
制するとともに、モータドライバの発熱および消費電力
の低減を図ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and provides a stepping motor drive circuit that suppresses vibrations that occur during acceleration, deceleration, or constant speed driving. Another object of the present invention is to suppress the generation of noise in the stepping motor, suppress heat generation, and reduce heat generation and power consumption of the motor driver.
【０００５】さらに、本発明の他の目的は、低速域から
高速域でのトルクを確保し、かつ振動を低減するステッ
ピングモータ駆動回路を提供するものである。Still another object of the present invention is to provide a stepping motor drive circuit which secures torque in a low speed range to a high speed range and reduces vibration.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るステッピングモータ駆動回路は、モー
タに供給する励磁電流を制御するために用いられる基準
信号に着目し、従来ＣＰＵ等によって上記基準信号を段
階的に操作していたのに対し、駆動媒体を制御する速度
信号および加速度信号に対応して上記基準信号をアナロ
グ的に制御するようにしたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a stepping motor drive circuit according to the present invention focuses on a reference signal used to control an exciting current supplied to a motor, and uses a conventional CPU or the like. While the reference signal is operated stepwise, the reference signal is controlled in an analog manner corresponding to the speed signal and the acceleration signal for controlling the driving medium.
【０００７】具体的には、励磁パルスの周波数およびそ
の周波数の変化率を検出し、これを基に基準信号を発生
する基準信号発生手段を備え、モータに流れる励磁電流
を検出して得られる検出信号と上記基準信号発生手段に
よって発生される基準信号とを比較して、上記モータに
供給する励磁電流を制御するものである。Specifically, the detection is obtained by detecting the frequency of the exciting pulse and the rate of change of the frequency, and providing a reference signal generating means for generating a reference signal based on this, and detecting the exciting current flowing through the motor. The excitation current supplied to the motor is controlled by comparing the signal with the reference signal generated by the reference signal generating means.
【０００８】さらに、低速減から高速域までのトルクを
確保するとともに、振動を低減するために、駆動電圧を
駆動速度に応じて切り替える様にし、上記速度信号およ
び加速度信号から導出される基準信号を、この駆動電圧
に対応して、モータの駆動電圧／駆動電流対トルク特性
に合わせて修正している。Further, in order to secure the torque from the low speed reduction to the high speed region and reduce the vibration, the drive voltage is switched according to the drive speed, and the reference signal derived from the speed signal and the acceleration signal is changed. In accordance with this drive voltage, the drive voltage / drive current of the motor is corrected according to the torque characteristics.
【０００９】具体的には、励磁パルスの周波数およびそ
の周波数の変化率を検出し、これを基に基準信号を発生
し、さらに駆動電圧信号で上記基準信号を修正する基準
信号発生手段を備え、モータに流れる励磁電流を検出し
て得られる検出信号と上記基準信号発生手段から発生さ
れる基準信号とを比較して、上記モータに供給する励磁
電流をオン／オフ制御するものである。Specifically, a reference signal generating means for detecting the frequency of the excitation pulse and the rate of change of the frequency, generating a reference signal based on the detected frequency, and further correcting the reference signal with a driving voltage signal is provided. The detection signal obtained by detecting the exciting current flowing through the motor is compared with the reference signal generated by the reference signal generating means, and the exciting current supplied to the motor is turned on / off.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係わるステッピン
グモータ駆動回路の回路構成を示す図であり、図２は、
基準信号発生回路の詳細な構成を示す図である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a stepping motor drive circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG.
It is a figure which shows the detailed structure of a reference signal generation circuit.
【００１１】本発明のステッピングモータ駆動回路１
は、励磁電流を検出する電流検出手段１１と、後述する
励磁電流供給手段のオン／オフ動作を制御する比較器１
２１とチョッパ１２２からなるオン／オフ動作制御手段
１２と、後述する励磁切替手段から出力される駆動周波
数に基づいて基準信号を発生する基準信号発生手段１３
と、パルスモータへの励磁電流を制御する励磁電流供給
手段１４と、速度パターンに基づいてパルスモータの駆
動周波数などを制御するパルスデバイダ１５１とＣＰＵ
１５２とＲＯＭおよびＲＡＭからなる記憶手段１５３と
タイマ回路１５４からなる励磁切替手段１５とからな
り、ステッピングモータ２へ励磁電流を供給する。Stepping motor drive circuit 1 of the present invention
Is a current detecting means 11 for detecting an exciting current and a comparator 1 for controlling on / off operation of an exciting current supplying means which will be described later.
21 and a chopper 122, an on / off operation control means 12, and a reference signal generation means 13 for generating a reference signal based on a drive frequency output from an excitation switching means described later.
An exciting current supply means 14 for controlling the exciting current to the pulse motor, a pulse divider 151 for controlling the driving frequency of the pulse motor based on the speed pattern, and a CPU.
The stepping motor 2 is provided with a storage unit 153 including a ROM, a RAM and a RAM 152, and an excitation switching unit 15 including a timer circuit 154.
【００１２】すなわち、このステッピングモータ駆動回
路１は、ステッピングモータ２に流れる励磁電流を電流
検出器１１で検出し電圧Ｖmに変換し、この電圧Ｖmを比
較器１２１で基準信号発生器１３から出力される基準電
圧Ｖref.と比較し、この比較した結果に応じて励磁電流
を供給する励磁電流供給手段１４の動作をＰＷＭチョッ
パ回路１２２で制御するように構成されている。That is, in the stepping motor drive circuit 1, the exciting current flowing through the stepping motor 2 is detected by the current detector 11 and converted into the voltage Vm, and this voltage Vm is output from the reference signal generator 13 by the comparator 121. The PWM chopper circuit 122 controls the operation of the exciting current supply means 14 for supplying an exciting current according to the comparison result.
【００１３】図２に示すように、上記基準信号発生器１
３は、励磁切替手段１５のＣＰＵ１５２から供給される
励磁パルスの周波数から速度信号を検出し電圧に変換す
るＦ／Ｖ変換回路１３１と、励磁パルスの周波数の変化
成分から加速度信号を抽出し電圧に変換するＦ／α／Ｖ
変換回路１３２と、Ｆ／Ｖ変換回路１３１の出力Ｖvを
抵抗Ｒvで重み付けした信号ＩｖとＦ／α／Ｖ変換回路
１３２の出力Ｖαを抵抗Ｒαで重み付けした信号Ｉαを
加算して基準電圧Ｖref.を出力する加算手段１３３から
構成される。As shown in FIG. 2, the reference signal generator 1 is
Reference numeral 3 denotes an F / V conversion circuit 131 which detects a speed signal from the frequency of the excitation pulse supplied from the CPU 152 of the excitation switching means 15 and converts it into a voltage, and an acceleration signal extracted from a change component of the frequency of the excitation pulse into a voltage. F / α / V to convert
The reference voltage Vref. It is comprised from the addition means 133 which outputs.
【００１４】図３は、パルスモータの励磁電流値（Ａ）
をパラメータにして駆動トルク（Ｔ）−励磁周波数
（Ｆ）特性を示す図で、励磁電流はＡ1からＡ5になるに
つれて大きくなる様に示されている。パルスモータの駆
動トルク（Ｔ）は、励磁周波数（Ｆ）が低いほど大き
く、かつ励磁電流（Ａ）が大きいほど大きくなる。曲線
Ａ〜Ｅの説明は後に行う。FIG. 3 shows the exciting current value (A) of the pulse motor.
Is a parameter showing the drive torque (T) -excitation frequency (F) characteristics, and the excitation current is shown to increase as it goes from A1 to A5. The drive torque (T) of the pulse motor increases as the excitation frequency (F) decreases and the excitation current (A) increases. The curves A to E will be described later.
【００１５】また、被駆動媒体の負荷トルクＴLは、イ
ナーシャをＪとし、加速度をαとし、駆動系の粘性係数
をＤとし、動作速度をＷとし、摩擦負荷をＦLとする
と、Further, the load torque T L of the driven media, the inertia and J, acceleration and alpha, the viscosity coefficient of the driving system is D, the operating speed and is W, the friction load and F L,
【００１６】加速時の負荷トルクは、ＴL＝Ｊ・α＋Ｄ
・Ｗ＋ＦL…（１）で示され、The load torque during acceleration is T L = J · α + D
・ W + FL ... (1)
【００１７】定速時の負荷トルクは、ＴL＝Ｄ・Ｗ＋ＦL
……………（２）で示される。The load torque at a constant speed is T L = D · W + F L
…………… Indicated by (2).
【００１８】一方、図４は、パルスモータの運転時の速
度プロファイルと、このプロファイルに応じた速度基準
信号および加速度基準信号ならびに速度および加速度基
準信号などの時間的な変化を示し、さらに、このプロフ
ァイルに対応した励磁電流の時間的ナ変かを示してい
る。また、制動時の停止位置のずれを保証する基準信号
のパターンを示している。On the other hand, FIG. 4 shows a speed profile during operation of the pulse motor, and changes with time of the speed reference signal and the acceleration reference signal and the speed and acceleration reference signal according to this profile. It shows that the excitation current corresponding to is different over time. In addition, the pattern of the reference signal that guarantees the deviation of the stop position during braking is shown.
【００１９】図４（Ａ）に示すように、パルスモータの
運転時の速度プロファイルは曲線ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅに
示されるように、停止時ａから指数関数の加速曲線ｂに
沿って加速され、定速ｃで運転した後、減速曲線ｄに沿
って減速されやがて停止ｅする。図４（Ｂ）は、このプ
ロファイルに対応した速度基準信号を示し、図４（Ｃ）
は、同じく加速度基準信号を、図４（Ｄ）は、このとき
の速度基準信号と加速度基準信号の和の信号を示してい
る。As shown in FIG. 4 (A), the speed profile during operation of the pulse motor is from the stop a to the exponential acceleration curve b as shown by the curves abcde. After being accelerated and driven at a constant speed c, the vehicle is decelerated along the deceleration curve d and then stopped e. FIG. 4B shows a speed reference signal corresponding to this profile, and FIG.
Shows the acceleration reference signal, and FIG. 4 (D) shows the sum of the velocity reference signal and the acceleration reference signal at this time.
【００２０】図４（Ａ）に示す指数関数でモータの励磁
パルスを制御した時に必要な加速時のトルクと減速時の
トルクと定速時のトルクは、前述の（１）式および
（２）式から算出することが可能で、この時の駆動トル
クの変化を図３の中に太い実線の曲線ａ〜ｅで示す。駆
動トルク曲線の各点ａ〜ｅは、速度プロファイルの各点
ａ〜ｅに対応している。The torque during acceleration, the torque during deceleration, and the torque during constant speed required when controlling the excitation pulse of the motor by the exponential function shown in FIG. 4 (A) are the above equations (1) and (2). It can be calculated from the equation, and the change of the driving torque at this time is shown by thick solid curves a to e in FIG. The points a to e of the drive torque curve correspond to the points a to e of the speed profile.
【００２１】この曲線に示されるように、パルスモータ
起動時ａには、励磁電流（Ａ）を増加させて起動トルク
を得たｂ後、励磁電流（Ａ）を減少させながら励磁周波
数（Ｆ）を上げてゆき、所定速度に達した点ｃで励磁電
流（Ａ）と励磁周波数（Ｆ）を固定して定速運転に移行
する。停止動作は、励磁周波数（Ｆ）を下げるとともに
励磁電流（Ａ）を増加させて制動を掛けて減速し、停止
位置ｄに達したときに励磁電流（Ａ）と励磁周波数
（Ｆ）を零にして、パルスモータを停止させる。As shown in this curve, when the pulse motor is started a, the exciting current (A) is increased to obtain a starting torque, and after that, the exciting current (A) is decreased and the exciting frequency (F) is increased. Is increased, and the exciting current (A) and the exciting frequency (F) are fixed at the point c where the predetermined speed is reached, and the operation is shifted to constant speed operation. The stop operation reduces the excitation frequency (F) and increases the excitation current (A) to apply braking to decelerate, and when the stop position d is reached, the excitation current (A) and the excitation frequency (F) are set to zero. Stop the pulse motor.
【００２２】上記の式から、加速域および定速域ならび
に減速域で必要なパルスモータの励磁電流を求めると、
図４（Ｅ）のようになり、この電流値にトルクの安全率
を見込んだ励磁電流で駆動するのが理想的な駆動とな
る。When the exciting current of the pulse motor required in the acceleration range, constant speed range and deceleration range is calculated from the above equation,
As shown in FIG. 4 (E), it is ideal to drive with an exciting current in which a safety factor of torque is taken into consideration in this current value.
【００２３】本発明では、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すよ
う、速度基準信号と加速度基準信号をそれぞれ励磁プロ
ファイルに基づいて生成しており、両基準信号は速度お
よび加速度に比例した出力を得るように構成し、図２の
基準信号発生器１３の抵抗Ｒｖおよび抵抗Ｒαによる重
み付けでモータのトルクカーブに合わせた基準信号Ｖre
f.を作り出すことを可能にした。In the present invention, as shown in FIGS. 4A to 4D, the velocity reference signal and the acceleration reference signal are respectively generated based on the excitation profile, and both the reference signals are output proportional to the velocity and the acceleration. And a reference signal Vre matched to the motor torque curve by weighting with the resistance Rv and the resistance Rα of the reference signal generator 13 of FIG.
made it possible to create f.
【００２４】また、上記実施例では、パルスモータ２の
停止時には励磁電流がゼロとなってしまうことから、モ
ータの安定角からのズレが生じる危険性があり、これに
対処するために、基準信号発生手段１３に基準信号が低
下する方向の時に所定の時定数をもたせ、図４（Ｆ）の
ような基準信号を発生するように構成することで、ズレ
の発生を防ぐことができる。Further, in the above-mentioned embodiment, since the exciting current becomes zero when the pulse motor 2 is stopped, there is a risk that a deviation from the stable angle of the motor may occur. By causing the generating means 13 to have a predetermined time constant when the reference signal decreases and generating the reference signal as shown in FIG. 4 (F), it is possible to prevent the occurrence of deviation.
【００２５】図５は、図６（Ａ）に示されるような運転
速度プロファイルで直線的な加速および減速を行う時に
必要な駆動トルクを（１）式および（２）式から算出し
たものである。このように直線的な加速や減速を行うに
は、パルスモータ起動時ａには、励磁電流（Ａ）を増加
させて起動トルクを得たｂ後、この駆動トルクが一定に
維持されるように励磁電流（Ａ）と励磁周波数（Ｆ）を
上げて加速し、所定速度に達した点ｃで励磁周波数
（Ｆ）を固定するとともに励磁電流（Ａ）を減少させて
定速度を維持して定速運転ｄに移行する。停止動作は、
励磁周波数（Ｆ）を固定したまま励磁電流（Ａ）を増加
させて励磁周波数に拘束したｅ後、励磁周波数（Ｆ）と
励磁電流（Ａ）を減少させて一定の加速度で制動を掛け
て減速し、停止位置ｆに達したときに励磁電流（Ａ）と
励磁周波数（Ｆ）を零にして、パルスモータを停止ｇさ
せる。FIG. 5 shows the driving torque required for linear acceleration and deceleration with the operating speed profile shown in FIG. 6A, calculated from the equations (1) and (2). . In order to perform linear acceleration and deceleration in this way, at the time of starting the pulse motor, the driving torque is maintained constant after the exciting current (A) is increased to obtain the starting torque. The excitation current (A) and the excitation frequency (F) are increased to accelerate the acceleration, and the excitation frequency (F) is fixed at the point c where the predetermined speed is reached, and the excitation current (A) is reduced to maintain a constant speed. Shift to high speed operation d. The stop action is
After the excitation frequency (F) is fixed and the excitation current (A) is increased to be restricted to the excitation frequency, the excitation frequency (F) and the excitation current (A) are decreased and braking is performed at a constant acceleration to decelerate. Then, when the stop position f is reached, the exciting current (A) and the exciting frequency (F) are set to zero, and the pulse motor is stopped.
【００２６】また、図６（Ａ）〜（Ｄ）は、図４（Ａ）
〜（Ｄ）と同様に、それぞれ速度プロファイルと速度基
準信号と加速度基準信号と速度基準信号および加速度基
準信号の加算値のパターンを示しており、加速および減
速は直線的になされ、速度信号は加速域および減速域で
直線的に変化し、加速度基準信号は加速域および減速域
で一定値で与えられ、速度基準信号および加速度基準信
号の加算値は、両者の和のパターンで示される。Further, FIGS. 6A to 6D are shown in FIG.
As in (D) to (D), the patterns of the added value of the velocity profile, the velocity reference signal, the acceleration reference signal, the velocity reference signal, and the acceleration reference signal are shown, respectively, and acceleration and deceleration are performed linearly, and the velocity signal is Changes linearly in the range and the deceleration range, the acceleration reference signal is given as a constant value in the acceleration range and the deceleration range, and the added value of the speed reference signal and the acceleration reference signal is represented by the sum pattern of both.
【００２７】図６（Ｅ）は、図５に示した曲線を得る励
磁電流波形を示している。図５のａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−
ｆ−ｇは図６（Ａ）および図６（Ｅ）のａ−ｂ−ｃ−ｄ
−ｅ−ｆ−ｇにそれぞれ対応している。FIG. 6E shows an exciting current waveform for obtaining the curve shown in FIG. A-b-c-d-e- in FIG.
f-g is a-b-c-d of FIG. 6 (A) and FIG. 6 (E).
It corresponds to -e-f-g, respectively.
【００２８】ここで加速終了時の振動および停止時のモ
ータの安定角からのズレを防ぐ目的で、前実施例と同様
な時定数を基準信号発生器１３に持たせた時の基準信号
を図６（Ｆ）に示す。Here, in order to prevent the vibration at the end of acceleration and the deviation from the stable angle of the motor at the time of stop, the reference signal when the reference signal generator 13 is provided with the same time constant as in the previous embodiment is shown. 6 (F).
【００２９】次ぎに、第２の実施例を図７および図８を
用いて説明する。図７は、本発明の第２の実施例に係わ
るステッピングモータ駆動回路の回路構成を示す図であ
り、図８は、この実施例に用いる基準信号発生器の具体
的構成を示す図である。Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a stepping motor drive circuit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing a concrete configuration of a reference signal generator used in this embodiment.
【００３０】この実施例のステッピングモータ駆動回路
１´は、励磁電流を検出する電流検出器１１と、比較器
１２１とチョッパ１２２からなるオン／オフ動作制御手
段１２と、基準信号を発生する基準信号発生器１３´
と、励磁電流供給手段１４と、パルスデバイダ１５１と
ＣＰＵ１５２とＲＯＭおよびＲＡＭからなる記憶手段１
５３とタイマ回路１５４からなる励磁切替手段１５とか
らなり、ステッピングモータ２へ励磁電流を供給する。The stepping motor drive circuit 1'of this embodiment includes a current detector 11 for detecting an exciting current, an on / off operation control means 12 including a comparator 121 and a chopper 122, and a reference signal for generating a reference signal. Generator 13 '
And an exciting current supply means 14, a pulse divider 151, a CPU 152, a storage means 1 including a ROM and a RAM.
53 and excitation switching means 15 including a timer circuit 154, and supplies an excitation current to the stepping motor 2.
【００３１】すなわち、このステッピングモータ駆動回
路１´は、ステッピングモータ２に流れる励磁電流を電
流検出器１１で検出し電圧Ｖmに変換し、この電圧Ｖmを
比較器１２１で基準信号発生器１３´から出力される基
準電圧Ｖ´ref.と比較し、この比較した結果に応じて励
磁電流を供給する励磁電流供給手段１４の動作をＰＷＭ
チョッパ回路１２２で制御する点で、第１の実施例と同
じである。しかしながら、基準信号発生器１３´から出
力される基準電圧Ｖ´ref.が励磁切替手段１５からの駆
動電圧によって制御されている点で、第１の実施例と異
なっている。That is, in the stepping motor drive circuit 1 ', the exciting current flowing in the stepping motor 2 is detected by the current detector 11 and converted into the voltage Vm, and this voltage Vm is outputted from the reference signal generator 13' in the comparator 121. The operation of the exciting current supply means 14 for supplying the exciting current is compared with the output reference voltage V'ref.
It is the same as the first embodiment in that it is controlled by the chopper circuit 122. However, it differs from the first embodiment in that the reference voltage V'ref. Output from the reference signal generator 13 'is controlled by the drive voltage from the excitation switching means 15.
【００３２】上記基準信号発生器１３´は、励磁切替手
段１５のＣＰＵ１５２から供給される励磁パルス（Ｆ）
を周波数に比例した電圧に変換するＦ／Ｖ変換器１３１
と、励磁パルス（Ｆ）を周波数の変化率に比例した電圧
に変換するＦ／α／Ｖ変換回路１３２と加算手段１３３
から成り、Ｆ／Ｖ変換器１３１の変換出力Ｖｖを抵抗Ｒ
ｖで決まる値に重み付けし、Ｆ／α／Ｖ変換回路１３２
の変換出力Ｖαを抵抗Ｒαで決まる値に重み付けして加
算して基準電圧Ｖ´ref.を出力するに当たって、ＣＰＵ
１５２からの駆動電圧値信号に基づいて加算手段１３３
の利得を制御する利得切替手段１３４を備えている。The reference signal generator 13 'has an excitation pulse (F) supplied from the CPU 152 of the excitation switching means 15.
F / V converter 131 for converting voltage into voltage proportional to frequency
And an F / α / V conversion circuit 132 for converting the excitation pulse (F) into a voltage proportional to the rate of change of frequency, and an addition means 133.
And the conversion output Vv of the F / V converter 131 is connected to the resistor R
The value determined by v is weighted, and the F / α / V conversion circuit 132
When the reference output voltage V′ref. Is output by weighting and adding the conversion output Vα of
Adder 133 based on the drive voltage value signal from 152
The gain switching means 134 for controlling the gain is provided.
【００３３】図９は、一般的なステッピングモータの駆
動周波数−駆動トルク特性を示す特性曲線であり、パラ
メータの一つに駆動電流をとっており、その添字の数値
の大きさによって駆動電流の大きさを示し、パラメータ
の他の一つに駆動電圧をとっており、曲線に付したＡま
たはＢによって電圧の大きさを示している。この特性曲
線によれば、駆動電圧および駆動電流が大きいほど高い
駆動トルクを得られることを示している。この曲線から
駆動電圧を変えた場合には電流値（電流基準信号）もそ
れに伴い修正する必要があることが分かる。FIG. 9 is a characteristic curve showing a driving frequency-driving torque characteristic of a general stepping motor. The driving current is taken as one of the parameters, and the magnitude of the driving current depends on the numerical value of the subscript. The driving voltage is taken as another one of the parameters, and the magnitude of the voltage is shown by A or B attached to the curve. This characteristic curve shows that the higher the drive voltage and the higher the drive current, the higher the drive torque can be obtained. It can be seen from this curve that when the drive voltage is changed, the current value (current reference signal) also needs to be corrected accordingly.
【００３４】その動作特性は、第１の実施例の説明で示
した図３の特性と図４の動作曲線に準ずるが、図８の利
得切替手段１３３のフィードバック抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆｎ
を駆動電圧に基づいて選択することによって、利得を調
整している。さらに、この実施例でもモータの停止時に
は励磁電流がゼロとなってしまうことから、モータの安
定角からのズレが生じる危険性があり、これに対しては
第１の実施例と同様に基準信号発生手段に基準信号が低
下する方向の時所定の時定数をもたせて、ずれの発生を
防ぐとともに、制動時に振動が発生することを防いでい
る。The operation characteristics thereof are in accordance with the characteristics of FIG. 3 and the operation curve of FIG. 4 described in the description of the first embodiment, but the feedback resistors Rf1 to Rfn of the gain switching means 133 of FIG. 8 are used.
Is adjusted based on the drive voltage to adjust the gain. Further, in this embodiment as well, since the exciting current becomes zero when the motor is stopped, there is a risk that a deviation from the stable angle of the motor may occur, which is the same as in the first embodiment. The generating means is provided with a predetermined time constant in the direction in which the reference signal decreases to prevent the occurrence of deviation and to prevent vibration during braking.
【００３５】また、速度プロファイルを第４図に示すよ
うな指数関数曲線の加速および減速とすることに代え
て、図６に示すような直線的な加速および減速とするこ
ともできることは第１の実施例の場合と同様である。Further, in place of the acceleration and deceleration of the exponential function curve as shown in FIG. 4, the speed profile may be linear acceleration and deceleration as shown in FIG. This is similar to the case of the embodiment.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被駆動
媒体の速度および加速度に対応して基準信号を発生する
基準信号発生手段を備え、パルスモータに流れる電流を
検出して得られる検出信号と、上記基準信号発生手段か
ら発生した基準信号とを比較してパルスモータに供給す
る励磁電流を制御するようにしたので、負荷トルクの変
化に対応した駆動トルクを発生することが可能となり、
被駆動媒体の振動の発生を抑制するとともに、モータの
騒音発生ならびに発熱を制限することができる。さら
に、モータドライバの発熱を減少するとともに、消費電
力の低減を図ることができる。As described above, according to the present invention, the reference signal generating means for generating the reference signal corresponding to the speed and acceleration of the driven medium is provided, and the current flowing through the pulse motor is detected. Since the excitation signal supplied to the pulse motor is controlled by comparing the detection signal with the reference signal generated from the reference signal generating means, it becomes possible to generate the drive torque corresponding to the change in the load torque. ,
It is possible to suppress the generation of vibration of the driven medium and to limit the noise generation and heat generation of the motor. Furthermore, heat generation of the motor driver can be reduced and power consumption can be reduced.
【００３７】さらに、本発明によれば、被駆動媒体の速
度および加速度ならびに駆動電圧に対応して基準信号を
発生する基準信号発生手段を備え、パルスモータに流れ
る電流を検出して得られる検出信号と、上記基準信号発
生手段から発生した基準信号とを比較してパルスモータ
に供給する励磁電流を制御したので、負荷トルクの変化
に対応した駆動トルクを発生することが可能となるとと
もに、起動時および制動時に駆動電圧を増大することに
よってハンチングなどを阻止することができ、被駆動媒
体の振動の発生を抑制するとともに、モータの騒音の発
生や発熱、を制限することができ、さらに、モータドラ
イバの発熱を減少させるとともに消費電力の低減を図る
ことができる。Further, according to the present invention, the detection signal obtained by detecting the current flowing through the pulse motor is provided with the reference signal generating means for generating the reference signal corresponding to the speed and acceleration of the driven medium and the driving voltage. And the reference signal generated by the reference signal generating means is compared to control the exciting current supplied to the pulse motor, so that it becomes possible to generate a drive torque corresponding to a change in load torque, and at the time of start-up. Also, by increasing the drive voltage during braking, it is possible to prevent hunting and the like, suppress the generation of vibration of the driven medium, and limit the noise generation and heat generation of the motor. It is possible to reduce heat generation and power consumption.
【図１】 本発明の一実施例に係わるステッピングモー
タ駆動回路の回路構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a stepping motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の一実施例に係わるステッピングモー
タ駆動回路の基準信号発生器の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a reference signal generator of a stepping motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.
【図３】 指数関数加減速時のパルスモータの駆動トル
ク（Ｔ）−励磁周波数（Ｆ）の関係を励磁電流値（Ａ）
をパラメータにして示す図。FIG. 3 shows the relationship between the drive torque (T) of the pulse motor during the acceleration / deceleration of the exponential function and the excitation frequency (F).
FIG.
【図４】 指数関数加減速時の速度パターンと基準信号
の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a speed pattern and a reference signal during exponential function acceleration / deceleration.
【図５】 直線的加減速時のパルスモータの駆動トルク
（Ｔ）−励磁周波数（Ｆ）の関係を励磁電流値（Ａ）を
パラメータにして示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the drive torque (T) and the excitation frequency (F) of the pulse motor during linear acceleration / deceleration, using the excitation current value (A) as a parameter.
【図６】 直線的加減速時の速度パターンと基準信号の
関係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a speed pattern and a reference signal during linear acceleration / deceleration.
【図７】 本発明の第２の実施例に係わるステッピング
モータ駆動回路の回路構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a stepping motor drive circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の第２の実施例に係わるステッピング
モータ駆動回路の基準信号発生器の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a reference signal generator of a stepping motor drive circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図９】 パルスモータの駆動トルク（Ｔ）−励磁周波
数（Ｆ）の関係を励磁電流値（Ａ）と駆動電圧（Ｂ）を
パラメータにして示す図。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between drive torque (T) and excitation frequency (F) of a pulse motor with an excitation current value (A) and a drive voltage (B) as parameters.
【図１０】 従来のステッピングモータの電流制御法を
示した図。FIG. 10 is a diagram showing a current control method for a conventional stepping motor.
１ パルスモータ駆動回路、 ２ ステッピングモー
タ、 １１ 電流検出器、 １２ 励磁電流供給手段オ
ンオフ動作制御手段、 １３ 基準信号発生器、１５
励磁切替手段、 １２１ 比較器、 １２２ チョッ
パ、 １３１ Ｆ／Ｖ変換器、 １３２ Ｆ／α／Ｖ変
換回路、 １３３ 加算手段、 １３４利得切替手段、
１５１ パルスデバイダ、 １５２ ＣＰＵ、 １５３
記憶手段、 １５４ タイマ回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 pulse motor drive circuit, 2 stepping motor, 11 current detector, 12 exciting current supply means ON / OFF operation control means, 13 reference signal generator, 15
Excitation switching means, 121 comparator, 122 chopper, 131 F / V converter, 132 F / α / V conversion circuit, 133 adding means, 134 gain switching means,
151 pulse divider, 152 CPU, 153
Storage means, 154 Timer circuit.
Claims (10)
ングモータの駆動回路において、ステッピングモータの
励磁タイミングに基づいて励磁相を順次切り替える励磁
切替手段と、ステッピングモータに励磁電流を供給する
励磁電流供給手段と、ステッピングモータに流れる励磁
電流を検出する電流検出手段と、ステッピングモータで
被駆動媒体を駆動する速度および加速度に対応した基準
信号を発生する基準信号発生手段と、電流検出手段から
出力される検出信号と基準信号発生手段から発生される
基準信号とを比較してステッピングモータの励磁電流供
給手段の制御を行う励磁電流供給手段動作制御手段とを
具備したことを特徴とするステッピングモータ駆動回
路。1. A stepping motor drive circuit for transmitting a driving force to a driven medium, an excitation switching means for sequentially switching an excitation phase based on an excitation timing of the stepping motor, and an excitation current supply for supplying an excitation current to the stepping motor. Means, current detecting means for detecting an exciting current flowing through the stepping motor, reference signal generating means for generating a reference signal corresponding to speed and acceleration of driving the driven medium by the stepping motor, and current detecting means. A stepping motor drive circuit comprising: an excitation current supply means operation control means for controlling the excitation current supply means of the stepping motor by comparing the detection signal with the reference signal generated by the reference signal generation means.
準信号と加速度に比例した基準信号を加算して生成する
請求項１に記載のステッピングモータ駆動回路。2. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein the reference signal of the drive current is generated by adding a reference signal proportional to speed and a reference signal proportional to acceleration.
基づいて生成する請求項２に記載のステッピングモータ
駆動回路。3. The stepping motor drive circuit according to claim 2, wherein a reference signal of speed and acceleration is generated based on an excitation pulse.
せた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のステッ
ピングモータ駆動回路。4. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein the reference signal generating means has a predetermined time constant.
号発生手段に所定の時定数をもたせた請求項４に記載の
ステッピングモータ駆動回路。5. The stepping motor drive circuit according to claim 4, wherein the reference signal generating means is provided with a predetermined time constant only when the reference signal decreases.
ングモータの駆動回路において、ステッピングモータの
励磁タイミングに基づいて励磁相を順次切り替える励磁
切替手段と、ステッピングモータに励磁電流を供給する
励磁電流供給手段と、ステッピングモータに流れる励磁
電流を検出する電流検出手段と、ステッピングモータで
被駆動媒体を駆動する速度および加速度ならびに駆動電
圧に対応した基準信号を発生する基準信号発生手段と、
電流検出手段から出力される検出信号と基準信号発生手
段から発生される基準信号とを比較してステッピングモ
ータの励磁電流供給手段の制御を行う励磁電流供給手段
動作制御手段とを具備したことを特徴とするステッピン
グモータ駆動回路。6. A stepping motor drive circuit for transmitting a driving force to a driven medium, an excitation switching means for sequentially switching excitation phases based on an excitation timing of the stepping motor, and an excitation current supply for supplying an excitation current to the stepping motor. Means, current detecting means for detecting an exciting current flowing through the stepping motor, reference signal generating means for generating a reference signal corresponding to the speed and acceleration of driving the driven medium by the stepping motor and the driving voltage,
An exciting current supply means operation control means for controlling the exciting current supply means of the stepping motor by comparing the detection signal output from the current detection means with the reference signal generated by the reference signal generation means is provided. And stepping motor drive circuit.
準信号と加速度に比例した基準信号および駆動電圧で決
まる利得によって生成する請求項６に記載のステッピン
グモータ駆動回路。7. The stepping motor drive circuit according to claim 6, wherein the reference signal of the drive current is generated by a reference signal proportional to the speed, a reference signal proportional to the acceleration, and a gain determined by the drive voltage.
基づいて生成する請求項６記載のステッピングモータ駆
動回路。8. The stepping motor drive circuit according to claim 6, wherein a reference signal of speed and acceleration is generated based on an excitation pulse.
せた請求項５ないし請求項８のいずれかに記載のステッ
ピングモータ駆動回路。9. The stepping motor drive circuit according to claim 5, wherein the reference signal generating means has a predetermined time constant.
信号発生手段に所定の時定数をもたせた請求項９に記載
のステッピングモータ駆動回路。10. The stepping motor drive circuit according to claim 9, wherein the reference signal generating means is provided with a predetermined time constant only when the reference signal decreases.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24973894A JPH08116693A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Drive circuit of stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24973894A JPH08116693A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Drive circuit of stepping motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08116693A true JPH08116693A (en) | 1996-05-07 |
Family
ID=17197480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24973894A Pending JPH08116693A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Drive circuit of stepping motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08116693A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001258292A (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Sony Corp | Apparatus and method for driving stepping motor |
| JP2006271145A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Oriental Motor Co Ltd | Controller of stepping motor |
| JP2007202331A (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Oriental Motor Co Ltd | Driving method of stepping motor and driving apparatus thereof |
| CN108672860A (en) * | 2018-05-11 | 2018-10-19 | 佛山市陆玖科技有限公司 | A kind of intelligent elevated controller of Z axis on wire cutting machine |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP24973894A patent/JPH08116693A/en active Pending
Cited By (5)
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| CN108672860B (en) * | 2018-05-11 | 2024-03-19 | 佛山市小奇科技有限公司 | Z-axis intelligent lifting controller for wire cutting machine |
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