JPS61142996A - Stepping motor controller - Google Patents
Stepping motor controllerInfo
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- JPS61142996A JPS61142996A JP26087384A JP26087384A JPS61142996A JP S61142996 A JPS61142996 A JP S61142996A JP 26087384 A JP26087384 A JP 26087384A JP 26087384 A JP26087384 A JP 26087384A JP S61142996 A JPS61142996 A JP S61142996A
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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
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明はステッピングモータ制御装置に係り、さらに詳
細にはステッピングモータの駆動特性を改善するステッ
ピングモータ制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a stepping motor control device, and more particularly to a stepping motor control device that improves the driving characteristics of a stepping motor.
［従来技術］
近年各種マイクロコンピュータ応用機器の発達にともな
って、デジタル制御との相性がよく、制御が簡単で広範
な利用範囲を持つ操作部材とじてステッピングモータが
広く利用されている。また、ステッピングモータのトル
ク、速度制御、あるいは停止位置精度を所望に制御する
ために各種の相励磁方式、さらには駆動パルスレートを
制御する方式が知られている。−
しかし、従来のステッピングモータ駆動方式では、駆動
電圧、電流が一定であるため、所望の駆動特性を優先さ
せるために不適当な駆動パルスレートを与えると、乱調
、脱調現象を生じる恐れがあった。たとば起動時に摩擦
トルクが小さい−に、小さい駆動周波数を与えると、振
動を伴なった回転状態、いわゆる乱調現象が生じる。ま
た連−続運転中、負荷トルクを増大させてゆくと最後に
税調現象が起ることがよく知られている。[Prior Art] With the development of various microcomputer-applied devices in recent years, stepping motors have been widely used as operating members that are compatible with digital control, easy to control, and have a wide range of use. Further, various phase excitation methods and methods for controlling the drive pulse rate are known in order to control the torque, speed control, or stop position accuracy of the stepping motor as desired. - However, in conventional stepping motor drive systems, the drive voltage and current are constant, so if an inappropriate drive pulse rate is given to give priority to the desired drive characteristics, there is a risk of out-of-step or synchronization phenomena. Ta. For example, if a low drive frequency is applied to a motor with low friction torque at startup, a rotational state accompanied by vibrations, a so-called disturbance phenomenon, will occur. Furthermore, it is well known that during continuous operation, when the load torque is increased, a tax adjustment phenomenon occurs at the end.
［目 的］
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、広範囲
のパルスレートを用いて安定した回転駆動力を得られる
ステッピングモータ制御装置を提供することを目的とす
る。[Objective] The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stepping motor control device that can obtain stable rotational driving force using a wide range of pulse rates.
［発明の構成］
本発明では以上の目的を達成するために、ステッピング
モータの駆動パルスレートを検出する手段と、ステッピ
ングモータの各相に流れる駆動電流を検出する手段と、
前記パルスレート検出手段の出力と前記駆動電流検出手
段の検出出力に応じてステッピングモータの相駆動電流
を制御する手段を設けた構成を採用した。[Structure of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention includes means for detecting the drive pulse rate of the stepping motor, means for detecting the drive current flowing through each phase of the stepping motor,
A configuration is adopted in which means is provided for controlling the phase drive current of the stepping motor in accordance with the output of the pulse rate detection means and the detection output of the drive current detection means.
［実施例］
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。ただし、以下ではステッピングモータとして４相
のステッピングモータに対して２相駆動を行なう・場合
を例示する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the example shown in the drawings. However, in the following, a case will be exemplified in which a four-phase stepping motor is driven in two phases.
第１図は本発明によるステッピングモータ制御装置の一
実施例構成を示すもので、図において符号１〜４で示さ
れる端子は４相のステッピングモータの各相の駆動パル
スφｌ〜φ４をそれぞれ入力する。ここではステッピン
グモータの相は符号６で示す１相のみが図示されており
、駆動回路も同様に他の相の分は図示を省略しである。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a stepping motor control device according to the present invention, and terminals indicated by symbols 1 to 4 in the figure input drive pulses φl to φ4 of each phase of a four-phase stepping motor, respectively. . Here, only one phase of the stepping motor indicated by reference numeral 6 is illustrated, and the illustration of the other phases of the drive circuit is similarly omitted.
第１図では省略部分は破線で示しである。In FIG. 1, omitted parts are indicated by broken lines.
駆動パルスφｌは端子ｌを介して２人力のＮＡＮＤ １
４で論理反転され、相電流スイッチング用のトランジス
タ５のベースに入力される。トランジスタ５のエミッタ
は電源電圧＋ＶＯＰに接続されており、駆動パルスφｌ
によりトランジスタ５のベースを制御することによりト
ランジスタ５に直列接続されたステッピングモータの相
６が励磁される。The drive pulse φl is connected to the two-man NAND 1 via the terminal l.
4, the logic is inverted and input to the base of a transistor 5 for phase current switching. The emitter of transistor 5 is connected to the power supply voltage +VOP, and the drive pulse φl
By controlling the base of transistor 5, phase 6 of the stepping motor connected in series with transistor 5 is excited.
相励磁のパターンは第２図に示すように駆動パルスφｌ
〜φ４をオーバーラツプさせ、順次２相が同時に励磁状
態に置かれる、いわゆる２相励磁力式をとる。このとき
のパルスレートは一つの相の周期で示されるので、第２
図の場合、パルスレートをＮとすると駆動パルスφｌの
周期は１／Ｎとなる。The pattern of phase excitation is as shown in Fig. 2.
A so-called two-phase excitation force formula is adopted in which the two phases are sequentially placed in an excited state simultaneously by overlapping φ4. The pulse rate at this time is indicated by the period of one phase, so the second
In the case of the figure, if the pulse rate is N, the period of the drive pulse φl is 1/N.
ステッピングモータの各相の、駆動用トランジスタの反
対側の他端は電流検出用抵抗７に接続されており、抵抗
７の反対側は一側の駆動用電源電圧−ＶＯＰに接続され
ている。したがって、抵抗７には、各相に流れた電流の
総和が流れる。この抵抗７両端の相電流布に応じた電圧
はオペアンプ１５から構成された公知の差動増幅器に入
力され一１所定レベルまで増幅され、信号線１２を介し
てコンパレータ１３の一入力端子に導かれる。The other end of each phase of the stepping motor on the opposite side of the driving transistor is connected to a current detection resistor 7, and the opposite side of the resistor 7 is connected to one side of the driving power supply voltage -VOP. Therefore, the sum of the currents flowing through each phase flows through the resistor 7. The voltage corresponding to the phase current distribution across the resistor 7 is input to a known differential amplifier composed of an operational amplifier 15, amplified to a predetermined level, and guided to one input terminal of a comparator 13 via a signal line 12. .
一方、端子１．２の駆動パルスφｌ、φ２はエクスクル
ーシブオアゲー）１６の入力端子に導かれており、その
排他的論理和の信号が信号線８を介してＦ／Ｖ変換器９
に入力されている。この信号線８の信号は第２図の最下
段に示されている。On the other hand, the drive pulses φl and φ2 of the terminals 1.2 are led to the input terminal of the exclusive OR gate 16, and the exclusive OR signal is sent to the F/V converter 9 via the signal line 8.
has been entered. The signal on this signal line 8 is shown at the bottom of FIG.
この信号の周期を前記の駆動パルスレートで表わすと１
７２Ｎとなる。If the period of this signal is expressed by the drive pulse rate mentioned above, it is 1
It becomes 72N.
Ｆ／Ｖ変換器９は信号線８のパルス周波数に応じた電圧
を出力する公知の周波数〜電圧変換回路で、この駆動パ
ルスφｌ、φ２の排他的論理和信号の周波数に応じた電
圧信号は信号線ｌＯを介して各相にそれぞれ設けられた
コンパレータ１３の十人力にレベル整合用の分圧抵抗Ｒ
１，Ｒ２および信号線１１を介して入力される。コンパ
レータ１３はオペアンプ素子などから構成する。The F/V converter 9 is a known frequency-to-voltage conversion circuit that outputs a voltage according to the pulse frequency of the signal line 8, and the voltage signal according to the frequency of the exclusive OR signal of the drive pulses φl and φ2 is a signal. A voltage dividing resistor R for level matching is connected to the comparator 13 provided for each phase through the line lO.
1, R2 and the signal line 11. The comparator 13 is composed of an operational amplifier element and the like.
コンパレータ１３は信号線１１から入力される駆動パル
スφｌ、φ２の排他的論理和信号の周波数に応じた電圧
値と、前記の信号線１２の相駆動電流の和に応じた電圧
値を比較し、その比較出力に応じて駆動電流の制御を行
なう、すなわち、コンパレータ１３の出力信号は電流制
限用の抵抗を介して２人力ＮＡＮＤゲート１４の入力を
制御して相駆動電流を定電流制御する。The comparator 13 compares the voltage value according to the frequency of the exclusive OR signal of the drive pulses φl and φ2 input from the signal line 11 with the voltage value according to the sum of the phase drive currents of the signal line 12, The drive current is controlled in accordance with the comparison output, that is, the output signal of the comparator 13 controls the input of the two-man NAND gate 14 via a current limiting resistor to control the phase drive current at a constant current.
続いて以上の構成における動作につき詳細に説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained in detail.
ここで、第２図の符号Ａで示した区間を考えてみると、
ここでは駆動パルスφ４、φｌが同時にハイレベルとな
り、これによりトランジスタ５がオンとなり、同時に不
図示のトランジスタを介して駆動パルスφ４に対応した
相も励磁される。Now, if we consider the section indicated by the symbol A in Fig. 2,
Here, the driving pulses φ4 and φl become high level at the same time, which turns on the transistor 5, and at the same time, the phase corresponding to the driving pulse φ4 is also excited via a transistor (not shown).
これにより不図示のステッピングモータの移動子が所、
定量進められ、ステッピングモータの駆動が行なわれる
。この間電流検出用の抵抗７には駆動パルスφｌ、φ４
の相駆動電流の総和が流れる。この電流値は第１図に示
した前記のコンパレータ１３の出力により制御される。As a result, the moving element of the stepping motor (not shown) is
A fixed amount is advanced, and the stepping motor is driven. During this time, the drive pulses φl and φ4 are applied to the current detection resistor 7.
The sum of the phase drive currents flows. This current value is controlled by the output of the comparator 13 shown in FIG.
すなわち、駆動パルスφｌ、φ２の排他的論理和信号に
より形成した信号線８の時間パルスがＦ／Ｖ変換器９に
よってこれに対応した基準電圧値が形成され、この基準
電圧値に対してオペアンプ１５の出力する相電流値を比
較し、その比較出力を各相の駆動用トランジスタのベー
スに与えることによりパルスレートに応じた電流値で励
磁されるべき相が駆動される。具体的にいうと、パルス
レートが高くなるにつれて信号線１１の基準電圧値が上
昇し、これによって駆動用トランジスタのベース電流が
増加され、各相に流れる電流を増加させる。逆にパルス
レートが低くなった場合には信号線ｉｔのレベルは低下
するので、各相の駆動電流は低減される。That is, a reference voltage value corresponding to the time pulse of the signal line 8 formed by the exclusive OR signal of the drive pulses φl and φ2 is generated by the F/V converter 9, and the operational amplifier 15 The phases to be excited are driven with current values according to the pulse rate by comparing the phase current values output by and applying the comparison output to the base of the driving transistor of each phase. Specifically, as the pulse rate increases, the reference voltage value of the signal line 11 increases, thereby increasing the base current of the driving transistor and increasing the current flowing through each phase. Conversely, when the pulse rate becomes low, the level of the signal line it decreases, so the drive current of each phase is reduced.
以上のようにして、所望の駆動パルスレートに応じて相
駆動電流が定められるので、従来の固定電流値による駆
動方式のようにモータに対する負荷が変動しても乱調、
脱調現象を生じることなく安定した回転特性を得ること
ができる。As described above, the phase drive current is determined according to the desired drive pulse rate, so even if the load on the motor fluctuates, unlike the conventional drive system using a fixed current value, there will be no disturbance.
Stable rotational characteristics can be obtained without causing step-out phenomena.
以上の実施例では４相のステッピングモータの駆動制御
を示したが、本発明の技術はこれに限定されることなく
、他の相数のステッピングモータ制御にも実施できるの
はもちろんである。また、パルスレートの検出は所定の
２相の駆動パルスの排他的論理和をとることにより得て
いるが、所定相の駆動パルスのパルスレートを直接検出
するなどの方法をとってもよいのはもちろんである。Although drive control of a four-phase stepping motor has been described in the above embodiment, the technique of the present invention is not limited thereto, and can of course be applied to control of stepping motors having other numbers of phases. Furthermore, although the pulse rate is detected by taking the exclusive OR of two predetermined phase drive pulses, it is of course possible to directly detect the pulse rate of the predetermined phase drive pulse. be.
［効 果］
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ステ
ッピングモータの駆動パルスレートを検出する手段と、
ステッピングモータの各相に流れる駆動電流を検出する
手段と、前記パルスレード検出手段の出力と前記駆動電
流検出手段の検出出力に応じてステッピングモータの相
駆動電流を制御する手段を設けた構成を採用しているた
め、負荷変動があった場合でも所望の駆動特性に応じた
駆動パルスレートを自由に選択でき、しかも安定した駆
動特性を得ることができる優れたステッピングモータ制
御装置を提供することができる。[Effects] As is clear from the above description, according to the present invention, means for detecting the driving pulse rate of a stepping motor;
A configuration is adopted that includes means for detecting the drive current flowing through each phase of the stepping motor, and means for controlling the phase drive current of the stepping motor in accordance with the output of the pulse radar detection means and the detection output of the drive current detection means. Therefore, it is possible to provide an excellent stepping motor control device that can freely select a drive pulse rate according to desired drive characteristics even when there are load fluctuations, and can obtain stable drive characteristics.
第１図は本発明によるステッピングモータ駆動制御回路
の構成を示した回路図、第２図は第１図の回路における
動作を説明するタイミングチ＋ −ト図である。
１〜４・・・端子 ５・・・トランジスタ６・・
・相 ７、Ｒ１、Ｒ２・・・抵抗９・・・
Ｆ／Ｖ変換器 １３・・・コンパレータ１５・・・オ
ペアンプFIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a stepping motor drive control circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a timing chart explaining the operation of the circuit of FIG. 1-4...Terminal 5...Transistor 6...
・Phase 7, R1, R2...Resistance 9...
F/V converter 13... Comparator 15... Operational amplifier
Claims (1)
段と、ステッピングモータの各相に流れる駆動電流を検
出する手段と、前記パルスレート検出手段の出力と前記
駆動電流検出手段の検出出力に応じてステッピングモー
タの相駆動電流を制御する手段を設けたことを特徴とす
るステッピングモータ制御装置。means for detecting a driving pulse rate of the stepping motor; means for detecting a driving current flowing through each phase of the stepping motor; and a means for detecting a driving current flowing through each phase of the stepping motor; A stepping motor control device comprising means for controlling drive current.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26087384A JPS61142996A (en) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | Stepping motor controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26087384A JPS61142996A (en) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | Stepping motor controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142996A true JPS61142996A (en) | 1986-06-30 |
Family
ID=17353934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26087384A Pending JPS61142996A (en) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | Stepping motor controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142996A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481666A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Shinko Electric Co Ltd | Digital type waveform signal generator |
| JP2011199969A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and method for controlling stepping motor in image forming apparatus |
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| JPS59159700A (en) * | 1983-03-03 | 1984-09-10 | Toshiba Corp | Drive control circuit for step motor |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP26087384A patent/JPS61142996A/en active Pending
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