JPS60131097A - ステツピングモ−タの回転検出装置 - Google Patents
ステツピングモ−タの回転検出装置Info
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- JPS60131097A JPS60131097A JP23810983A JP23810983A JPS60131097A JP S60131097 A JPS60131097 A JP S60131097A JP 23810983 A JP23810983 A JP 23810983A JP 23810983 A JP23810983 A JP 23810983A JP S60131097 A JPS60131097 A JP S60131097A
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- winding
- rotor
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- rotation
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- Pending
Links
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 12
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 102100027340 Slit homolog 2 protein Human genes 0.000 description 3
- 101710133576 Slit homolog 2 protein Proteins 0.000 description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/34—Monitoring operation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
各種機器へのマイクロコンピュータの利用の増大と共に
、ステッピングモータも大幅に利用されている。% v
c”I3務器分野の自動車用などに多く使われている。
、ステッピングモータも大幅に利用されている。% v
c”I3務器分野の自動車用などに多く使われている。
本発明はこれ等のいづれの分野にも利用することが可能
なステッピングモータに関するものである。
なステッピングモータに関するものである。
従来例の構成とその問題点
ステッピングモータは、入力信号に対して一定角度もし
くは一定距離の移動を行うモータである。
くは一定距離の移動を行うモータである。
従って制御対象の位置決めを、開ループ制御で行うこと
ができる。これがステッピングモータの最大の特色であ
り、マイクロプロセッサ等により任意のステップ数の制
御パルスを出ぜば、モータから何らかのフィードバック
をかけることなく制御対象の位置決めができるところか
ら、マイクロプロセッサ−の急激な普及と共にステッピ
ングモータも大量に使用されるようになっている。
ができる。これがステッピングモータの最大の特色であ
り、マイクロプロセッサ等により任意のステップ数の制
御パルスを出ぜば、モータから何らかのフィードバック
をかけることなく制御対象の位置決めができるところか
ら、マイクロプロセッサ−の急激な普及と共にステッピ
ングモータも大量に使用されるようになっている。
さて前述したように、開ループ制御で位置決め制御がで
きるという点がステッピングモータの最大の特色である
が、反面フィードバンクがない為に、誤動作を一度でも
した場合は以後の位置決めは全てこの誤動作による誤差
を含んだものに4二つてし甘う。この点を改善する方法
としては従来から、モータに光学式エンコーダを組込ん
で回119、子位置のフィードバックをかける方式が用
いられてきた。これを第1図に示す。この方式によれば
、回転子の静止位置と同一か、もしくは一定のずれを持
たせて出力がでる位置にエンコーダの円板1にスリット
2を設け、これを発光素子3と受光素子4とで検出L、
ステッピングモータ5の回転子位置を検出している。こ
の方法では、回転子の各静位置と1対1に対応した位置
検出が可能であるから、位置検出手法としては極めて確
実度の高いものである。しかしながら、ステッピングモ
ータの回転子の運動は第2図(a)に示す様に、オーバ
ーシュートラ<9返すのが一般的であり、このとき前述
の受光素子4にはこれに対応したパルス例が第2図(b
)に示すように出てくる。これを正常な位置検出パルス
として使用する為には、正逆転の一組のパルスは有効な
位置信号でないとしてこれを除去する機能が必要であり
、このために発光、受光素子を2組設は正逆転を区別す
ること及びこれを処理する論理回路が必要となる。従っ
て検出用円板を取付け、これに設けたスリット2の位置
と回転子の静止位置とを位置決めする必要のあることと
共に、前述の機能を加える必要がありコストの面で不利
な方法となっている。
きるという点がステッピングモータの最大の特色である
が、反面フィードバンクがない為に、誤動作を一度でも
した場合は以後の位置決めは全てこの誤動作による誤差
を含んだものに4二つてし甘う。この点を改善する方法
としては従来から、モータに光学式エンコーダを組込ん
で回119、子位置のフィードバックをかける方式が用
いられてきた。これを第1図に示す。この方式によれば
、回転子の静止位置と同一か、もしくは一定のずれを持
たせて出力がでる位置にエンコーダの円板1にスリット
2を設け、これを発光素子3と受光素子4とで検出L、
ステッピングモータ5の回転子位置を検出している。こ
の方法では、回転子の各静位置と1対1に対応した位置
検出が可能であるから、位置検出手法としては極めて確
実度の高いものである。しかしながら、ステッピングモ
ータの回転子の運動は第2図(a)に示す様に、オーバ
ーシュートラ<9返すのが一般的であり、このとき前述
の受光素子4にはこれに対応したパルス例が第2図(b
)に示すように出てくる。これを正常な位置検出パルス
として使用する為には、正逆転の一組のパルスは有効な
位置信号でないとしてこれを除去する機能が必要であり
、このために発光、受光素子を2組設は正逆転を区別す
ること及びこれを処理する論理回路が必要となる。従っ
て検出用円板を取付け、これに設けたスリット2の位置
と回転子の静止位置とを位置決めする必要のあることと
共に、前述の機能を加える必要がありコストの面で不利
な方法となっている。
発明の目的
本発明は上記従来の問題点を解消するもので、モータの
外部に検出器を取付けることなく、寸だ信号処理の為の
回路も簡単なもので回転子の誤動作を検出し、位置決め
制御の確実さを改善するステッピングモータの回転検出
装置全提供することを目的とする。
外部に検出器を取付けることなく、寸だ信号処理の為の
回路も簡単なもので回転子の誤動作を検出し、位置決め
制御の確実さを改善するステッピングモータの回転検出
装置全提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は永久磁石型ステッピングモータの固定子に設け
られた検出巻線と積分回路と電圧もしくは電流比較回路
とを設けたものであり、これによりモータの誤動作を検
出することにより@実な位置決め制御をすることができ
るものである0実施例の説明 次に本発明の実施例と第3図にもとづいて説明する。第
3図において、51Lは永久磁石型ステッピングモータ
の回転子で、永久磁石を構成要素とfる。6は該ステッ
ピングモータV(設けられた検出用巻線、7は積分回路
、8は電圧比較111路である。
られた検出巻線と積分回路と電圧もしくは電流比較回路
とを設けたものであり、これによりモータの誤動作を検
出することにより@実な位置決め制御をすることができ
るものである0実施例の説明 次に本発明の実施例と第3図にもとづいて説明する。第
3図において、51Lは永久磁石型ステッピングモータ
の回転子で、永久磁石を構成要素とfる。6は該ステッ
ピングモータV(設けられた検出用巻線、7は積分回路
、8は電圧比較111路である。
第4図に検出巻線6の実施例を示す。第4図において、
9は励磁用主巻線10を巻付けるための巻枠で、検出巻
線6も巻付けられている。この検出巻線6は第5図に示
すタイプの永久磁石型ステッピングモータに実施したも
ので、第5図において11a、11bは第4図に示した
励磁用主巻線1oである固定子巻線の5aは回転子の永
久磁石部分である。又、12は回転子軸、132L、1
3b14已、14bはヨーク、16は取付板、16は軸
受固定板、17a、1了すは軸受メタルである。
9は励磁用主巻線10を巻付けるための巻枠で、検出巻
線6も巻付けられている。この検出巻線6は第5図に示
すタイプの永久磁石型ステッピングモータに実施したも
ので、第5図において11a、11bは第4図に示した
励磁用主巻線1oである固定子巻線の5aは回転子の永
久磁石部分である。又、12は回転子軸、132L、1
3b14已、14bはヨーク、16は取付板、16は軸
受固定板、17a、1了すは軸受メタルである。
以上のように構成された本実施例について以下その動作
を説明する。第6図に本実施例における谷部電圧波形を
示す。固定子巻線11a側に検出巻線6が設けられてい
るとき、同定子巻線112Lに第6図Aに示す励磁パル
スを、固定子巻線11bにBi印加すると、回転子が正
常回転しているときは検出巻線6に、Cに示す電圧波形
が発生する〇この電圧波形Cv?−は回転子に含まれる
永久磁石6&の発電による正弦波状の基本波と共に、励
磁パルス人の立上りで発生する過渡現象による電圧C1
と同パルスの立下りで発生する電圧C2とが含捷れる。
を説明する。第6図に本実施例における谷部電圧波形を
示す。固定子巻線11a側に検出巻線6が設けられてい
るとき、同定子巻線112Lに第6図Aに示す励磁パル
スを、固定子巻線11bにBi印加すると、回転子が正
常回転しているときは検出巻線6に、Cに示す電圧波形
が発生する〇この電圧波形Cv?−は回転子に含まれる
永久磁石6&の発電による正弦波状の基本波と共に、励
磁パルス人の立上りで発生する過渡現象による電圧C1
と同パルスの立下りで発生する電圧C2とが含捷れる。
この電圧C1と02とは回転子の回転とは無関係に発生
するが、正弦波状の基本波は回転子が正常回転しなかっ
たときは波高値が変化する。
するが、正弦波状の基本波は回転子が正常回転しなかっ
たときは波高値が変化する。
通常のステッピングモータの誤動作は、過負荷や共振等
によシ回転子が回転できなくなることにより発生するの
で、該正弦波の波高値は低下する。
によシ回転子が回転できなくなることにより発生するの
で、該正弦波の波高値は低下する。
従って検出巻線の電圧波形Cf積分回路7によって積分
すれば、Dで示す積分回路7の出力波形は回転子か正常
回転しているときは高く、1具!l111作していると
きは低い値となる。従ってこれを電f、lE J−し較
回路8によって比較すれは、回転子が正常に運動した場
合のみパルス出力Ei出力することができる。この出力
Ei誤動作検出信号としてマイクロプロセッサ−等によ
って、誤動作検出信号を読みとればステッピングモータ
が正常回転しているかどうか知ることができる。誤動作
を検出した場合は、位置決めの再設定を行えばこの誤動
作による影響を除去できる。再設定の方法としてklニ
ak jlil+御物に機械的なストッパーを設けてお
き、ことV(至るのに十分なパルスをステッピングモー
タに供給すればよい。
すれば、Dで示す積分回路7の出力波形は回転子か正常
回転しているときは高く、1具!l111作していると
きは低い値となる。従ってこれを電f、lE J−し較
回路8によって比較すれは、回転子が正常に運動した場
合のみパルス出力Ei出力することができる。この出力
Ei誤動作検出信号としてマイクロプロセッサ−等によ
って、誤動作検出信号を読みとればステッピングモータ
が正常回転しているかどうか知ることができる。誤動作
を検出した場合は、位置決めの再設定を行えばこの誤動
作による影響を除去できる。再設定の方法としてklニ
ak jlil+御物に機械的なストッパーを設けてお
き、ことV(至るのに十分なパルスをステッピングモー
タに供給すればよい。
正常回転しているかどうかの判定方法としては電圧比較
回路8の出力信号Eの立上シでハイレベルになり励磁パ
ルスBの立下りでロウレベルになる信号Fを作って各励
磁パルスA、Bの立上りの直前に信号Fがバインベルか
否かを判別すれば、ステッピングモータの誤動作検出が
できる。
回路8の出力信号Eの立上シでハイレベルになり励磁パ
ルスBの立下りでロウレベルになる信号Fを作って各励
磁パルスA、Bの立上りの直前に信号Fがバインベルか
否かを判別すれば、ステッピングモータの誤動作検出が
できる。
また別の方法としては励磁パルスAの立上りの直前で信
号Eがハイレベルか否かを判断してもよい。
号Eがハイレベルか否かを判断してもよい。
またマイクロプロセツサのプログラムの煩雑さをさける
ために各励[I好パルス14.15を切換える直前に必
ず信号Eを検査したい場合は、信号Eが4回以上連続し
てロウレベルだったとき、モータの誤動作が発生したと
判断するようにしてもよい。なお第3図における電圧比
較回路8にヒステリシス特性を持たせ、第6図の励磁パ
ルスAの立上り後も信号Eが1時間だけハイレベルであ
るようにすれば、この信号Eの検査の確実性が増す。
ために各励[I好パルス14.15を切換える直前に必
ず信号Eを検査したい場合は、信号Eが4回以上連続し
てロウレベルだったとき、モータの誤動作が発生したと
判断するようにしてもよい。なお第3図における電圧比
較回路8にヒステリシス特性を持たせ、第6図の励磁パ
ルスAの立上り後も信号Eが1時間だけハイレベルであ
るようにすれば、この信号Eの検査の確実性が増す。
なおこの実かり例において第3図の7を積分回路とした
が、ローパスフィルターとしてもよい。丑たこの実施例
では第5図の固定子巻線11aにのみ検出巻線6を設け
るとしたが、固定子巻線16にも同様に検出巻線を設け
、第6図の信号Eと同様のものを、信号Eと共に誤動作
検出に用いれは、さらに誤動作検出の確実さが増すこと
は首う捷でもない。
が、ローパスフィルターとしてもよい。丑たこの実施例
では第5図の固定子巻線11aにのみ検出巻線6を設け
るとしたが、固定子巻線16にも同様に検出巻線を設け
、第6図の信号Eと同様のものを、信号Eと共に誤動作
検出に用いれは、さらに誤動作検出の確実さが増すこと
は首う捷でもない。
発明の効果
本発明は固定子に検出巻線を設けたことにより、光年式
エンコーダやホール素子等を用いることなく回転の検出
ができ、捷たこの巻線はたかだか数10ターンの巻線で
十分にイ、J弓をとり出すことができるので製造上から
も安価に実現できるものである。またこれに組合せる積
分回路と電圧比較回路とによって容易に回転異常を検出
でき、この回路部も昨今のICの発達によりオペアンプ
等が安価に入手できるので、以上の組合せによってステ
ッピングモータの回転検出が確実かつ安価に実91でき
るものである0
エンコーダやホール素子等を用いることなく回転の検出
ができ、捷たこの巻線はたかだか数10ターンの巻線で
十分にイ、J弓をとり出すことができるので製造上から
も安価に実現できるものである。またこれに組合せる積
分回路と電圧比較回路とによって容易に回転異常を検出
でき、この回路部も昨今のICの発達によりオペアンプ
等が安価に入手できるので、以上の組合せによってステ
ッピングモータの回転検出が確実かつ安価に実91でき
るものである0
第1図は従−来のステッピングモータの回転検出装置を
示す構成図、第2図は同モータの動作説明図、第3図は
本発明のステッピングモータの回転検出装置の回路図、
第4図は同装置ねに用いる検出巻線部の一部切欠斜視図
、第5図は同ステンピングモータの分解斜視図、第6図
は同各部の出力波形図である。 5a・・・・・・永久磁石(回転子)、6・・・・・検
出巻線、ア・・・・・・積分回路、8・・・・・・電圧
比較回路、11a。 11b・・・・・・固定子巻線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 妃 2 図 Ca) (b) 時間 第3図 第4図 第 5 区 66 図
示す構成図、第2図は同モータの動作説明図、第3図は
本発明のステッピングモータの回転検出装置の回路図、
第4図は同装置ねに用いる検出巻線部の一部切欠斜視図
、第5図は同ステンピングモータの分解斜視図、第6図
は同各部の出力波形図である。 5a・・・・・・永久磁石(回転子)、6・・・・・検
出巻線、ア・・・・・・積分回路、8・・・・・・電圧
比較回路、11a。 11b・・・・・・固定子巻線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 妃 2 図 Ca) (b) 時間 第3図 第4図 第 5 区 66 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 永久磁石を固定子もしくは回転子に有し、固定子に施さ
れた主巻線と、主巻線とは別に施された回転検出巻線と
を有するステッピングモータと、回転検出巻線に接続さ
れた積分回路と、この積分回路に接続され、誤動作検出
信号として出力する電圧比較回路もしくは電流比較回路
とよりなるス。 テンピングモータの回転検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23810983A JPS60131097A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ステツピングモ−タの回転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23810983A JPS60131097A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ステツピングモ−タの回転検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60131097A true JPS60131097A (ja) | 1985-07-12 |
Family
ID=17025306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23810983A Pending JPS60131097A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ステツピングモ−タの回転検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60131097A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57172279A (en) * | 1980-08-25 | 1982-10-23 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Saving of power consumption for electronic time piece and electronic time piece employing it |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP23810983A patent/JPS60131097A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57172279A (en) * | 1980-08-25 | 1982-10-23 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Saving of power consumption for electronic time piece and electronic time piece employing it |
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