JPS63262096A - 多相ステッピングモータの駆動回路 - Google Patents
多相ステッピングモータの駆動回路Info
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- JPS63262096A JPS63262096A JP23924787A JP23924787A JPS63262096A JP S63262096 A JPS63262096 A JP S63262096A JP 23924787 A JP23924787 A JP 23924787A JP 23924787 A JP23924787 A JP 23924787A JP S63262096 A JPS63262096 A JP S63262096A
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- Japan
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- stepping motor
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- terminals connected
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000005281 excited state Effects 0.000 abstract 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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」
本発明は、多相ステッピングモータに関するもので、特
には、ハーフステップ駆動が可能な多相ステッピングモ
ータの駆動回路に関する。
には、ハーフステップ駆動が可能な多相ステッピングモ
ータの駆動回路に関する。
「従来の技術」
この種の多相ステッピングモータの駆動手段としては、
従来種々の方式が提案されており、例えば、米国特許第
３．５９９．０８９号は、各固定子巻線にそれぞれ接続
された各スイッチング手段によって、それに対応する巻
線を一方の極性に励磁するか、又は反対極性に励磁する
が、若しくは励磁しない場合にはその巻線に対し有効な
短絡回路を形成するような王状態を取り得るように構成
し、これらのスイッチング手段により所定のシーケンス
に従って上記いずれか一つの状態を取り得るようにして
、各巻線に生ずる磁界が所定のステップ角を所定方向に
歩進させるような制御回路を備えた多相ステッピングモ
ータを開示している。このような制御手段によれば、回
路構成は複雑ではあるが、モータのダンピング特性は、
良好に維持されるといわれている。
従来種々の方式が提案されており、例えば、米国特許第
３．５９９．０８９号は、各固定子巻線にそれぞれ接続
された各スイッチング手段によって、それに対応する巻
線を一方の極性に励磁するか、又は反対極性に励磁する
が、若しくは励磁しない場合にはその巻線に対し有効な
短絡回路を形成するような王状態を取り得るように構成
し、これらのスイッチング手段により所定のシーケンス
に従って上記いずれか一つの状態を取り得るようにして
、各巻線に生ずる磁界が所定のステップ角を所定方向に
歩進させるような制御回路を備えた多相ステッピングモ
ータを開示している。このような制御手段によれば、回
路構成は複雑ではあるが、モータのダンピング特性は、
良好に維持されるといわれている。
同様な多相ステッピングモータの駆動手段に関して、ス
イッチング素子は多くなるが回路構成を単純化できる方
式を第６図に示す。同図に於いて、多相ステッピングモ
ータの各相巻線φ１〜φ５の始端と終端にそれぞれ直流
電源の正極側に接続するためのスイッチング素子Ｔ１〜
ＴＩＯと、同じく電源の負極側に接続するためのスイッ
チング素子Ｔｌｌ〜Ｔ２０とを設け、例えば、ハーフス
テップ駆動を行わせるような場合には、パルス入力毎に
４個の相巻線に通電できる状態と５個の相巻線に通電で
きる状態とを交互に繰り返すような、所ｇ１４−５榴励
磁を可能とする駆動方式も提案されている。
イッチング素子は多くなるが回路構成を単純化できる方
式を第６図に示す。同図に於いて、多相ステッピングモ
ータの各相巻線φ１〜φ５の始端と終端にそれぞれ直流
電源の正極側に接続するためのスイッチング素子Ｔ１〜
ＴＩＯと、同じく電源の負極側に接続するためのスイッ
チング素子Ｔｌｌ〜Ｔ２０とを設け、例えば、ハーフス
テップ駆動を行わせるような場合には、パルス入力毎に
４個の相巻線に通電できる状態と５個の相巻線に通電で
きる状態とを交互に繰り返すような、所ｇ１４−５榴励
磁を可能とする駆動方式も提案されている。
「発明が解決しようとする問題点」
上記従来の駆動方式によれば、一般に回路構成をｖ１雑
にし、特に、斯かる多相ステッピングモータに対してハ
ーフステップ駆動を望む場合には、モータ相数の例えば
４倍等の多数のスイッチ素子を要する。従って、出力段
の回路構成も複雑化するほか、電源の電流容量も巻線の
定格電流値の４〜５倍以上を必要とする。更に、モータ
と駆動回路との結線数が増加し、これに伴う接続作業が
煩雑化するなど、この種の多相ステッピングモータのハ
ーフステップ駆動を実現する上では、実用工種々の問題
点があった。
にし、特に、斯かる多相ステッピングモータに対してハ
ーフステップ駆動を望む場合には、モータ相数の例えば
４倍等の多数のスイッチ素子を要する。従って、出力段
の回路構成も複雑化するほか、電源の電流容量も巻線の
定格電流値の４〜５倍以上を必要とする。更に、モータ
と駆動回路との結線数が増加し、これに伴う接続作業が
煩雑化するなど、この種の多相ステッピングモータのハ
ーフステップ駆動を実現する上では、実用工種々の問題
点があった。
「問題点を解決するための手段」
本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、ひとつの
目的は駆動回路を構成する所要スイッチング素子数を可
及的に低減して、回路構成の簡易化及び結線作業の軽減
化を図るようにした多相ステッピングモータの駆動回路
を提供することにある。
目的は駆動回路を構成する所要スイッチング素子数を可
及的に低減して、回路構成の簡易化及び結線作業の軽減
化を図るようにした多相ステッピングモータの駆動回路
を提供することにある。
他の目的は、上記駆動回路の電源の電流容量も巻線定格
電流の２倍程度で十分な実用性に富む多相ステッピング
モータの駆動回路を提供するととにある。
電流の２倍程度で十分な実用性に富む多相ステッピング
モータの駆動回路を提供するととにある。
上記目的を達成するための本発明の構成は次のとおりで
ある。即ち、本発明の手法による場合、奇数相数ｎを有
する多相ステッピングモータの各相巻線をその始端又は
終端を共に接続し、ｎ個の他端を各別にスイッチング手
段に接続し、かつ、該スイッチング手段により前記各接
続点を駆動電源の正極又は負極に接続するか、或いはそ
のいずれの極にも接続しないように構成されるステッピ
ングモータの駆動回路に於いて、駆動時に前記駆動電源
の正極と負極に接続される端子数がそれぞれ（ｎ −１
） ／ ２又は、正極と負極に接続される端子数の合計
はｎで、しかも正極又は負極に接続される端子数は入力
パルス毎に（ｎ−１）／２と（ｎ＋１）／２を交互に繰
り返すか、或いは入力パルスを受ける毎に、正極と負極
に接続される端子数がそれぞれ（ｎ−１）／２の状態と
、正極と負極に接続される端子数の合計はｎで、しかも
、正極或いは負極に接続される端子数が（ｎ ＋ １
’）／２である状態とを交互に繰り返すように制御する
ことを特徴とする。
ある。即ち、本発明の手法による場合、奇数相数ｎを有
する多相ステッピングモータの各相巻線をその始端又は
終端を共に接続し、ｎ個の他端を各別にスイッチング手
段に接続し、かつ、該スイッチング手段により前記各接
続点を駆動電源の正極又は負極に接続するか、或いはそ
のいずれの極にも接続しないように構成されるステッピ
ングモータの駆動回路に於いて、駆動時に前記駆動電源
の正極と負極に接続される端子数がそれぞれ（ｎ −１
） ／ ２又は、正極と負極に接続される端子数の合計
はｎで、しかも正極又は負極に接続される端子数は入力
パルス毎に（ｎ−１）／２と（ｎ＋１）／２を交互に繰
り返すか、或いは入力パルスを受ける毎に、正極と負極
に接続される端子数がそれぞれ（ｎ−１）／２の状態と
、正極と負極に接続される端子数の合計はｎで、しかも
、正極或いは負極に接続される端子数が（ｎ ＋ １
’）／２である状態とを交互に繰り返すように制御する
ことを特徴とする。
「実 施 例」
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳しく説
明する。
明する。
第１図乃至第５図は、本発明に係る多相ステッピングモ
ータの駆動回路の実施例を示す。第１図に於いて、φ１
〜φ５は５相の各相巻線を示し、電流が接続点に向かっ
て流れ込んだ際に電気角で７２°ずつずれたトルクベク
トルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ及びＥを発生するように各相巻線の
一端を一点で接続し、星形状に形成しである。Ｔ１〜Ｔ
５及びＴ６〜ＴＩＯは、各相巻線の５個の端点Ａ〜Ｅを
介して、これら巻線を各別に駆動電源の正極側及び負極
側に接続するためのスイッチング素子を示す。同図のよ
うに、これらの素子は、Ｔ１とＴ６、Ｔ２とＴ７、Ｔ３
とＴ８、Ｔ４とＴ９そしてＴ５とＴｌｏが各々直列接続
され、その各接続点が上記相巻線の対応する端点に接続
されている。
ータの駆動回路の実施例を示す。第１図に於いて、φ１
〜φ５は５相の各相巻線を示し、電流が接続点に向かっ
て流れ込んだ際に電気角で７２°ずつずれたトルクベク
トルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ及びＥを発生するように各相巻線の
一端を一点で接続し、星形状に形成しである。Ｔ１〜Ｔ
５及びＴ６〜ＴＩＯは、各相巻線の５個の端点Ａ〜Ｅを
介して、これら巻線を各別に駆動電源の正極側及び負極
側に接続するためのスイッチング素子を示す。同図のよ
うに、これらの素子は、Ｔ１とＴ６、Ｔ２とＴ７、Ｔ３
とＴ８、Ｔ４とＴ９そしてＴ５とＴｌｏが各々直列接続
され、その各接続点が上記相巻線の対応する端点に接続
されている。
そして、第２図及び第３図のタイムチャートから明らか
なように、ステップ１では、スイッチング素子Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ９及びＴＩＯが導通し、これにより巻線φ１及び
φ２は電源の正極側に、そして巻線φ４及びφ５は逆に
負極側にそれぞれ接続されろ結果、４相励磁状態を構成
する。次に、ステップ２の際には、スイッチング素子Ｔ
１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ９及びＴＩＯが導通し、巻線φ１、
φ２及びφ３が電源の正極側に、また、巻線φ４及びφ
５は負極側に各々接続されて５相励磁状態に移行する。
なように、ステップ１では、スイッチング素子Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ９及びＴＩＯが導通し、これにより巻線φ１及び
φ２は電源の正極側に、そして巻線φ４及びφ５は逆に
負極側にそれぞれ接続されろ結果、４相励磁状態を構成
する。次に、ステップ２の際には、スイッチング素子Ｔ
１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ９及びＴＩＯが導通し、巻線φ１、
φ２及びφ３が電源の正極側に、また、巻線φ４及びφ
５は負極側に各々接続されて５相励磁状態に移行する。
更に、ステップ３では、スイッチング素子Ｔ２、Ｔ３、
Ｔ９及びＴＩＯが導通し、従って、巻線φ２とφ３は電
源の正極側に、また、巻線φ４とφ５は負極側に七−れ
ぞれ接続される結果、４相励磁状態に戻ることとなる。
Ｔ９及びＴＩＯが導通し、従って、巻線φ２とφ３は電
源の正極側に、また、巻線φ４とφ５は負極側に七−れ
ぞれ接続される結果、４相励磁状態に戻ることとなる。
このようにして、以降のステップにおいても順次、４−
５相励磁状態を繰り返すものであることが分かる。従っ
て、駆動電源の正極側と負極側に接続されろ端子数がそ
れぞれ２の状態と正極側又は負極側に接続される端子数
が３である状態とを交互に繰り返す。このため、一般に
奇数相数ｎをもつ多相ステッピングモータの場合は、駆
動電源の正及び負極側に接続される端子数がそれぞれ、
（ｎ−１）／２の状態と正極又は負極に接続される端子
数が（ｎ、 ＋ １ ） ／ ２である状態とを交互に
繰り返すことになる。
５相励磁状態を繰り返すものであることが分かる。従っ
て、駆動電源の正極側と負極側に接続されろ端子数がそ
れぞれ２の状態と正極側又は負極側に接続される端子数
が３である状態とを交互に繰り返す。このため、一般に
奇数相数ｎをもつ多相ステッピングモータの場合は、駆
動電源の正及び負極側に接続される端子数がそれぞれ、
（ｎ−１）／２の状態と正極又は負極に接続される端子
数が（ｎ、 ＋ １ ） ／ ２である状態とを交互に
繰り返すことになる。
第４図は、励磁の状態をステップごとに示した図であり
、ステップ１からステップ５までの状態を図示している
。図中の白丸（０）は電源の正極側に接続された端子、
黒丸（・）は負極側に接続された端子を表わし、矢印は
それぞれの状態での電流の方向を示している。
、ステップ１からステップ５までの状態を図示している
。図中の白丸（０）は電源の正極側に接続された端子、
黒丸（・）は負極側に接続された端子を表わし、矢印は
それぞれの状態での電流の方向を示している。
上記第１図の駆動回路によし発生するトルクベクトル図
第５図から理解されるように、合成トルクのベクトルは
電気角で１８°ずつ回転しており、所謂ハーフステップ
駆動を行なえるものである乙とが分かる。
第５図から理解されるように、合成トルクのベクトルは
電気角で１８°ずつ回転しており、所謂ハーフステップ
駆動を行なえるものである乙とが分かる。
なお、図示しないが、上記実施例の如き５相ステツピン
グモータ以外の他の多相ステッピングモータに対しても
同様に本発明を任意に実施可能であることが分かる。
グモータ以外の他の多相ステッピングモータに対しても
同様に本発明を任意に実施可能であることが分かる。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明によれば、多相ステッピン
グモータの各相巻線の駆動用スイッチング素子を一相当
り最小限２個で構成しながら所望のハーフステップ駆動
を確実に達成することが可能となり、これにより回路構
成を大幅に簡易化できるという実用上の利点がある。ま
た、斯かる回路構成の簡易化により、モータのリード線
数を最小数にして駆動回路との接続結線作業の軽減化を
図れる。
グモータの各相巻線の駆動用スイッチング素子を一相当
り最小限２個で構成しながら所望のハーフステップ駆動
を確実に達成することが可能となり、これにより回路構
成を大幅に簡易化できるという実用上の利点がある。ま
た、斯かる回路構成の簡易化により、モータのリード線
数を最小数にして駆動回路との接続結線作業の軽減化を
図れる。
多相ステッピングモータの各相巻線は第４図のように駆
動用電源に対して直並列に押入されるため、駆動電源容
量を巻線定格電流の略２倍程度に抑制できる。
動用電源に対して直並列に押入されるため、駆動電源容
量を巻線定格電流の略２倍程度に抑制できる。
更に、本発明による駆動回路によれば、定電流駆動時ま
たは定電圧駆動時に於ける４相励磁及び５相励磁状態で
のトルク変動は、略１４％又は５％程度と１少であり、
実用上支障のない値に押さえることが可能である。この
ように本発明によれば、この種のモータ及び駆動回路の
コスト低減化並びに実用性能向上化のための手段として
最適なものである。
たは定電圧駆動時に於ける４相励磁及び５相励磁状態で
のトルク変動は、略１４％又は５％程度と１少であり、
実用上支障のない値に押さえることが可能である。この
ように本発明によれば、この種のモータ及び駆動回路の
コスト低減化並びに実用性能向上化のための手段として
最適なものである。
第１図は、本発明の多相ステッピングモータの駆動回路
の一実施例を示す結線図、第２図は、第１図の回路によ
る各ステップ毎のスイッチング素子の導通タイムチャー
ト、第３図は、第２図に対応させた各相巻線の励磁状態
を示すタイムチャート、 第４図は、励磁の状態をステップ毎に示した図、 第５図は、第１図の駆動回路による定電圧駆動時の合成
トルクのベクトル図、そして、第６図は、従来手段に従
ってハーフステップ駆動を行わせるようにした５相ステ
ツピングモータの駆動回路結線図を示すものである。 Ｔ１〜Ｔ２０： スイッチング素子 φｌ〜φ５：各相巻線 Ａ−Ｅ： トルクベクトル
の一実施例を示す結線図、第２図は、第１図の回路によ
る各ステップ毎のスイッチング素子の導通タイムチャー
ト、第３図は、第２図に対応させた各相巻線の励磁状態
を示すタイムチャート、 第４図は、励磁の状態をステップ毎に示した図、 第５図は、第１図の駆動回路による定電圧駆動時の合成
トルクのベクトル図、そして、第６図は、従来手段に従
ってハーフステップ駆動を行わせるようにした５相ステ
ツピングモータの駆動回路結線図を示すものである。 Ｔ１〜Ｔ２０： スイッチング素子 φｌ〜φ５：各相巻線 Ａ−Ｅ： トルクベクトル
Claims (1)
- 奇数相数ｎをもつ多相ステッピングモータの各相巻線を
その始端又は終端を共に接続し、ｎ個の他端を各別にス
イッチング手段に接続し、かつ、該スイッチング手段に
より前記各接続点を駆動電源の正極又は負極に接続する
か、或いはそのいずれの極にも接続しないように構成さ
れるステッピングモータの駆動回路に於いて、駆動時に
前記駆動電源の正極と負極に接続される端子数がそれぞ
れ（ｎ−１）／２又は、正極と負極に接続される端子数
の合計はｎで、しかも正極又は負極に接続される端子数
は入力パルス毎に（ｎ−１）／２と（ｎ＋１）／２を交
互に繰り返すか、或いは入力パルスを受ける毎に、正極
と負極に接続される端子数がそれぞれ（ｎ−１）／２の
状態と、正極と負極に接続される端子数の合計はｎで、
しかも、正極或いは負極に接続される端子数が（ｎ＋１
）／２である状態とを交互に繰り返すように制御すべく
構成したことを特徴とする多相ステッピングモータの駆
動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23924787A JPS63262096A (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 多相ステッピングモータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23924787A JPS63262096A (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 多相ステッピングモータの駆動回路 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59271317A Division JPS61150655A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 多相ステッピングモータの駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262096A true JPS63262096A (ja) | 1988-10-28 |
Family
ID=17041923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23924787A Pending JPS63262096A (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 多相ステッピングモータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63262096A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3720865A (en) * | 1969-04-29 | 1973-03-13 | Thomson Csf | Brushless d.c. motor |
-
1987
- 1987-09-24 JP JP23924787A patent/JPS63262096A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3720865A (en) * | 1969-04-29 | 1973-03-13 | Thomson Csf | Brushless d.c. motor |
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