JPS6359790A - Driving method for stepping motor - Google Patents
Driving method for stepping motorInfo
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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を1−2相励磁で駆動する
際の駆動方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a driving method for driving a stepping motor with 1-2 phase excitation.
ステッピングモータは、複数の励磁相(励磁コイル)を
有するステータの極歯とロータの磁極とを対峙させ、各
励磁相に一定の順序でパルスを入力することにより前記
ロータを一定角度(ステップ角)づづ回転させるよう構
成されている。In a stepping motor, the pole teeth of a stator having multiple excitation phases (excitation coils) are opposed to the magnetic poles of a rotor, and the rotor is rotated at a constant angle (step angle) by inputting pulses to each excitation phase in a constant order. It is configured to rotate continuously.
したがって、ロータの基準位置(初期位置)からの回転
角度は入力パルスの数に比例し、この入力パルスによっ
てステッピングモータ(負荷を含もつの停止位置を制御
することができる。Therefore, the rotation angle of the rotor from the reference position (initial position) is proportional to the number of input pulses, and the stop position of the stepping motor (including the load) can be controlled by these input pulses.
また、回転速度はパルス周波数すなわち各励磁相の駆動
電流切替速度によって制御される。Further, the rotation speed is controlled by the pulse frequency, that is, the drive current switching speed of each excitation phase.
この種のステッピングモータの駆動方式としては、各励
磁相を1相づつ励磁する1−1相励磁、2相づつ同時に
励磁する2−2相励磁、あるいは1相励磁と2相励磁を
交互に繰返すタイプの1−2相励磁などが採用されてい
る。Drive methods for this type of stepping motor include 1-1 phase excitation in which each excitation phase is excited one by one, 2-2 phase excitation in which two phases are simultaneously excited, or 1-phase excitation and 2-phase excitation are alternately repeated. Type 1-2 phase excitation is adopted.
本発明は1−2相励磁でステッピングモータを駆動する
場合の改良に関する。The present invention relates to improvements in driving a stepping motor with 1-2 phase excitation.
第1図は従来のステッピングモータの駆動回路(ユニポ
ーラ式)を例示する。FIG. 1 illustrates a conventional stepping motor drive circuit (unipolar type).
第1図において、ロータ1の周囲には複数(図示の例で
は4(11il)の励磁相Φ1、Φ2、Φ3、Φ4が配
置され、それぞれの励磁相には駆動指令信号でオン(導
通状態)になるトランジスタTrl、Tr2、Tr3、
Tr4が接続されている。In FIG. 1, a plurality (in the illustrated example, 4 (11ils) of excitation phases Φ1, Φ2, Φ3, and Φ4 are arranged around a rotor 1, and each excitation phase is turned on (conducting state) by a drive command signal. Transistors Trl, Tr2, Tr3,
Tr4 is connected.
図示の駆動回路においては、励磁相Φ1 (I相)と
励磁相Φ3 (I[[相)が共通の磁極に巻回され、励
磁相Φ2 (n相)と励磁相Φ4 (IV相)がもう一
方の磁極を共通にして巻回されており1、各励磁相には
一定の駆動電圧VDが印加されるよう構成されている。In the illustrated drive circuit, excitation phase Φ1 (I phase) and excitation phase Φ3 (I[[phase) are wound around a common magnetic pole, and excitation phase Φ2 (n phase) and excitation phase Φ4 (IV phase) are They are wound with one magnetic pole in common 1, and are configured so that a constant drive voltage VD is applied to each excitation phase.
第2図は1−2相励磁における駆動指令信号の切換えタ
イミングを示し、第3図は第2図の場合の各励磁相の駆
動電流を示す。なお、第2図および第3図中の下段には
切換パルスが示されている。FIG. 2 shows the switching timing of the drive command signal in 1-2 phase excitation, and FIG. 3 shows the drive current of each excitation phase in the case of FIG. Note that switching pulses are shown in the lower rows of FIGS. 2 and 3.
1−2相励磁における励磁相の切換えは、第2図に示す
ごと< i n−n−nm−m−mrv−rv−IVI
−I−1■−・・・−・−・の順序で行われている。Switching of the excitation phase in 1-2 phase excitation is as shown in Fig. 2 <i n-n-nm-m-mrv-rv-IVI
-I-1■-...--.
また第3図に示すごとく、従来の1−2相励磁において
は、切換え時の瞬間的な電流のふらつきはあるにしても
、l相励磁状態であっても2相励磁状態であっても各励
磁相ごとに常に同じ駆動電流が流れていた。Furthermore, as shown in Figure 3, in conventional 1-2 phase excitation, although there is instantaneous current fluctuation at the time of switching, each The same drive current always flows for each excitation phase.
第4図は第3図のような駆動電流が流れるときに発生す
る静トルク特性を例示するグラフであり、2相励磁は1
相励磁の和として表され、2相励磁のビークトルクは1
相励磁の約1.4倍である。Figure 4 is a graph illustrating the static torque characteristics that occur when the drive current as shown in Figure 3 flows.
Expressed as the sum of phase excitation, the peak torque of two-phase excitation is 1
This is approximately 1.4 times that of phase excitation.
なお、第4図には2相励磁の静トルクとしてIII相の
場合のみが示されており、■■相、■■相あるいはIV
I相の静トルクは位相がずれるだけの同様の曲線で表さ
れる。Note that Fig. 4 shows only the case of III phase as the static torque of two-phase excitation;
The I-phase static torque is represented by a similar curve, only with a phase shift.
第5図は第4図の一部を拡大して示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a part of FIG. 4 enlarged.
第4図および第5図に示すごとく、2相励磁と1相励磁
とでは、静トルク特性のトクル零点近傍すなわち第5図
中のA点およびB点における傾きKが大き(相違してい
る。As shown in FIGS. 4 and 5, two-phase excitation and one-phase excitation have large slopes K near the torque zero point of the static torque characteristic, that is, at points A and B in FIG. 5 (they are different).
この傾きKはいわゆるトルク定数と呼ばれるものであり
、その大小によってモータ停止時の位置決め特性が異な
ってくる。This slope K is what is called a torque constant, and the positioning characteristics when the motor is stopped differs depending on its magnitude.
第6図(A)は2相励磁の途中でモータが停止した時の
位置決め特性を例示し、第6図(B)は1相励磁の途中
でモータが停止した時の位置決め特性を例示する。FIG. 6(A) illustrates the positioning characteristics when the motor stops during two-phase excitation, and FIG. 6(B) illustrates the positioning characteristics when the motor stops during one-phase excitation.
第6図の(A)および(B)の横軸は時間tを示し、縦
軸は停止位置(角度θ)を示し、θ0は目標値(停止目
標位置)を示す。In FIGS. 6A and 6B, the horizontal axis indicates time t, the vertical axis indicates the stop position (angle θ), and θ0 indicates the target value (stop target position).
以上のように、従来のステンピングモータにあっては、
各励磁相を常に実質上同じ電流で駆動していたので、1
−2相励磁で運転するに際しモータを所定角度回転させ
て位置設定するとき(ステップ応答させるとき)、第6
図(A)および第6図(B)に示すごとく停止タイミン
グによって位置決め特性に差が生じ、停止位置(目標位
置)に対する誤差に大小が生じ、その調整が困難であり
停止位置にばらつきが生じやすいという問題があった。As mentioned above, in the conventional stamping motor,
Since each excitation phase was always driven with substantially the same current, 1
- When operating with two-phase excitation and setting the position by rotating the motor by a predetermined angle (when making a step response), the sixth
As shown in Figures (A) and 6 (B), there are differences in positioning characteristics depending on the stop timing, and errors with respect to the stop position (target position) vary in size, making adjustment difficult and causing variations in the stop position. There was a problem.
本発明の目的はこのような従来技術の問題を解決でき、
1−2相励磁で運転擦る場合でも、モータ停止時の位置
決め特性を安定化させることができ、容易にモータ角度
を正確に制御しうるステッピングモータ駆動方法を提供
することである。The purpose of the present invention is to solve the problems of the prior art,
To provide a stepping motor driving method capable of stabilizing positioning characteristics when the motor is stopped even when operating with 1-2 phase excitation, and easily controlling the motor angle accurately.
本発明は、ステンピングモータの1−2相励磁において
、1相励磁時と2相励磁時とで相あたりの電流値を変化
させることにより、1相励磁時および2相励磁時の静ト
ルク特性の差異を減少させることにより、上記目的を達
成するものである。In the 1-2 phase excitation of a stamping motor, the present invention improves the static torque characteristics during 1-phase excitation and 2-phase excitation by changing the current value per phase between 1-phase excitation and 2-phase excitation. The above objective is achieved by reducing the difference between the two.
以下第7図〜第12図を参照して本発明を具体的に説明
する。The present invention will be specifically described below with reference to FIGS. 7 to 12.
第7図は本発明の一実施例によるステフビングモータの
駆動回路を示す。FIG. 7 shows a driving circuit for a stepping motor according to an embodiment of the present invention.
第7図において、ロータ1の周囲に複数(図示の例では
4個)の励磁相Φl、Φ2、Φ3、Φ4が配置され、そ
れぞれの励磁相には駆動指令信号でオン(導通状!3)
になるトランジスタTri、Tr2、Tr3、Tr4が
接続されている。In FIG. 7, a plurality of (four in the illustrated example) excitation phases Φl, Φ2, Φ3, and Φ4 are arranged around the rotor 1, and each excitation phase is turned on (conducting state! 3) by a drive command signal.
Transistors Tri, Tr2, Tr3, and Tr4 are connected.
図示の駆動回路においては、第1図の場合と同様、励磁
相Φ1 (I相)と励磁相Φ3 (I[l相)が共通
の磁極に巻回され、励磁相Φ2 (n相)と励磁相Φ4
(rV相)がもう一方の磁極を共通にして巻回され
ている。In the illustrated drive circuit, the excitation phase Φ1 (I phase) and the excitation phase Φ3 (I[l phase) are wound around a common magnetic pole, and the excitation phase Φ2 (n phase) Phase Φ4
(rV phase) is wound with the other magnetic pole in common.
然して、本発明によれば、各励磁相Φ1〜Φ4には切換
えスイッチS1、S2を介して高い駆動電圧VHまたは
低い駆動電圧VLのいずれかが印加されるよう構成され
、各切換えスイッチS1、S2は駆動する励磁相が1相
励磁の時には高い駆動電圧VHを印加し、駆動する励磁
相が2相励磁のときには低い駆動電圧VLを印加するよ
う切換え制御される。According to the present invention, each of the excitation phases Φ1 to Φ4 is configured to be applied with either the high drive voltage VH or the low drive voltage VL via the changeover switches S1 and S2, and each of the changeover switches S1 and S2 is controlled to apply a high drive voltage VH when the excitation phase to be driven is one-phase excitation, and to apply a low drive voltage VL when the excitation phase to be driven is two-phase excitation.
第8図中の(A)〜(C)は、それぞれ、各励磁相Φ1
〜の4(I相〜■相)の駆動指令信号、I■相側の駆動
電圧、およびI■相側の駆動電圧のタイミングチャート
であり、第9図は各励磁相の駆動電流のタイミングチャ
ートである。(A) to (C) in FIG. 8 are each excitation phase Φ1
9 is a timing chart of the drive command signals of 4 (I phase to ■ phase), the drive voltage of the I■ phase side, and the drive voltage of the I■ phase side, and FIG. 9 is a timing chart of the drive current of each excitation phase. It is.
すなわち、第8図(A)のような1−2相励磁運転に際
し、第8図(B)、(C)のように1相励磁時に高い駆
動電圧VHを印加し2相励磁時に低い駆動電圧VL印加
するようスイッチS1、S2 (第7図)が切換え制御
され、これによって、各励磁相Φ1〜Φ4に第9図のよ
うな1相励磁時に電流値が上昇するような駆動電流が供
給される。That is, during the 1-2 phase excitation operation as shown in FIG. 8(A), a high driving voltage VH is applied during 1-phase excitation and a low driving voltage is applied during 2-phase excitation as shown in FIGS. 8(B) and (C). Switches S1 and S2 (Fig. 7) are switched and controlled to apply VL, thereby supplying each excitation phase Φ1 to Φ4 with a drive current whose current value increases during one-phase excitation as shown in Fig. 9. Ru.
したがって、第9図から明らかなごとく、1相励磁時お
よび2相励磁時における合計の駆動電流を平準化させる
ことができ、駆動電圧(電流)を適当な値に調整するこ
とにより1相励磁状態および2相励磁状態のいずれにお
いても基本的に等しい静トルク特性を得ることが可能に
なる。Therefore, as is clear from Fig. 9, the total drive current during 1-phase excitation and 2-phase excitation can be equalized, and by adjusting the drive voltage (current) to an appropriate value, the 1-phase excitation state can be adjusted. It becomes possible to obtain basically the same static torque characteristics in both the two-phase excitation state and the two-phase excitation state.
第10図は第9図のような駆動電流が流れるときの静ト
ルク特性を部分的に例示するグラフであり、1相励磁(
I相、■相)を実線で示し、2相励磁(III相)を鎖
線で示す。FIG. 10 is a graph partially illustrating the static torque characteristics when the drive current as shown in FIG.
Phase I, phase ■) are shown by solid lines, and two-phase excitation (phase III) is shown by chain lines.
第10図から明らかなごとく、駆動電圧を前述のごとく
1相励磁と2相励磁とで切換えることにより、1相励磁
の静トルク特性(実線)と2相励磁の静トルク特性(鎖
線)とをほぼ同じ特性に揃えることができ、もって、ト
ルク零点近傍の両特性曲線の傾きすなわち第10図中の
点Aおよび点Bにおける(頃きKもほぼ同じにすること
ができる。As is clear from Fig. 10, by switching the drive voltage between 1-phase excitation and 2-phase excitation as described above, the static torque characteristics of 1-phase excitation (solid line) and the static torque characteristics of 2-phase excitation (dashed line) can be changed. The characteristics can be made almost the same, and the slopes of both characteristic curves near the torque zero point, that is, the slopes K at points A and B in FIG. 10 can also be made almost the same.
したがって、1相励磁状態と2相励磁状態での位置決め
特性などもほぼ間じにすることができ、停止位置を容易
かつ正確に設定できモータを安定して作動させうるステ
ッピングモータ駆動方法が得られる。Therefore, the positioning characteristics in the 1-phase excitation state and the 2-phase excitation state can be made almost the same, and a stepping motor driving method that can easily and accurately set the stop position and operate the motor stably can be obtained. .
なお、駆動電圧をVHとVLに切換える方法としては、
第7図の方法の他に、第11図に示すように低い駆動電
圧VLに対しオンオフ制御されるトランジスタ2を介し
て付加電圧Vを加える方法、あるいは第12図に示すよ
うに、チョッパ3を介して駆動電圧VDを印加する構成
とし、該チョッパによるチョッピング周波数を変化させ
ることにより各励磁相の駆動電流を変化させる方法を採
用することも可能である。Note that the method for switching the drive voltage between VH and VL is as follows:
In addition to the method shown in FIG. 7, there is also a method of applying an additional voltage V via a transistor 2 that is turned on and off with respect to a low driving voltage VL as shown in FIG. It is also possible to employ a method in which the driving voltage VD is applied through the chopper, and the driving current of each excitation phase is changed by changing the chopping frequency of the chopper.
本発明は、1−2相励磁するステッピングモータであれ
ば、励磁相の数や相の切接順序に関係なく、さらに駆動
回路の方式にも関係なく広く適用することができる。The present invention can be widely applied to a stepping motor that excites one or two phases, regardless of the number of excitation phases or the order in which the phases are cut, and regardless of the type of drive circuit.
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、1相
励磁時と2相励磁時とで、相あたりの電流値を変化させ
ることにより静トルク特性の差異を減少させるので、モ
ータ停止時の位置決め特性を安定化させることができ、
容易にモータ角度を正確に制御しうるステッピングモー
タ駆動方法が得られる。As is clear from the above explanation, according to the present invention, the difference in static torque characteristics is reduced by changing the current value per phase between one-phase excitation and two-phase excitation, so that when the motor is stopped, Positioning characteristics can be stabilized,
A stepping motor driving method that can easily and accurately control the motor angle can be obtained.
第1図は従来のステッピングモータの駆動回路を励磁す
る回路図、第2図は1−2相励磁における駆動指令信号
の切換えタイミングを例示するタイミングチャート、第
3図は第2図の場合の各励磁相の駆動電流を示すタイミ
ングチャート、第4図は第3図の駆動電流による静トル
ク特性を示すグラフ、第5図は第4図の部分拡大図、第
6図の(A)および(B)はそれぞれ2相励磁時に停止
したときおよび1相励磁時に停止したときの位置決め特
性を励磁するグラフ、第7図は本発明を実施するのに好
適なステッピングモータの駆動回路を例示する回路図、
第8図の(A)、(B)および(C)は、それぞれ、第
7図における各励磁相の駆動指令信号、■■相側の駆動
電圧およびIIIV相側の駆動電圧を例示するタイミン
グチャート、第9図は第8図による各励磁相の駆動電流
を示すタイミングチャート、第10図は第9図の駆動電
流による1相励磁および2相励磁時の静トルク特性を部
分的に示すグラフ、第11図は励磁相の駆動電圧切換え
のための他の方法を示す回路図、第12図は励磁相の駆
動電流切換えのためのさらに他の方法を示す回路図であ
る。
1・・−−−−−−・−・ロータ、Φ1、Φ2、Φ3、
Φ4−・−・・−−励磁相、VH−・−・・−・・高い
駆動電圧、VL・・・・・・−−一−−低い駆動電圧、
T・−・−・−・−・−静トルク、θ−・−−−−−−
・・・角度。
代理人 弁理士 大 音 康 毅
第2図
第3図
すη千對ハ゛1し人 LJLLJL−ゴし−J’lL−
ゴし一コし−」ニーJLJtJl第4図
第5図
・、ノ′Fig. 1 is a circuit diagram for exciting a drive circuit of a conventional stepping motor, Fig. 2 is a timing chart illustrating switching timing of drive command signals in 1-2 phase excitation, and Fig. 3 is a circuit diagram for excitation of a drive circuit of a conventional stepping motor. 4 is a graph showing static torque characteristics due to the drive current in FIG. 3, FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4, and (A) and (B) in FIG. ) are graphs showing the positioning characteristics when stopped during two-phase excitation and when stopped during one-phase excitation, respectively; FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a stepping motor drive circuit suitable for implementing the present invention;
(A), (B), and (C) of FIG. 8 are timing charts illustrating the drive command signal of each excitation phase, the drive voltage of the ■■ phase side, and the drive voltage of the IIIV phase side in FIG. 7, respectively. , FIG. 9 is a timing chart showing the drive current of each excitation phase according to FIG. 8, and FIG. 10 is a graph partially showing static torque characteristics during one-phase excitation and two-phase excitation using the drive current of FIG. 9. FIG. 11 is a circuit diagram showing another method for switching the excitation phase drive voltage, and FIG. 12 is a circuit diagram showing still another method for switching the excitation phase drive current. 1.--------Rotor, Φ1, Φ2, Φ3,
Φ4----Excitation phase, VH----High driving voltage, VL----Low driving voltage,
T・−・−・−・−・−Static torque, θ−・−−−−−
···angle. Agent Patent Attorney Yasushi Ooto
Goshikoshi-” nee JLJtJlFigure 4Figure 5・、ノ'
Claims (1)
相励磁時と2相励磁時とで、相あたりの電流値を変化さ
せることにより静トルク特性の差異を減少させることを
特徴とするステッピングモータ駆動方法。(1) In 1-2 phase excitation of a stepping motor, 1
A stepping motor driving method characterized in that a difference in static torque characteristics is reduced by changing a current value per phase between phase excitation and two-phase excitation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20328886A JPS6359790A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Driving method for stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20328886A JPS6359790A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Driving method for stepping motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6359790A true JPS6359790A (en) | 1988-03-15 |
Family
ID=16471560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20328886A Pending JPS6359790A (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Driving method for stepping motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6359790A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5843200A (en) * | 1981-09-04 | 1983-03-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Exciting system for step motor |
JPS6110996A (en) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Driving circuit of stepping motor |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20328886A patent/JPS6359790A/en active Pending
Patent Citations (2)
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JPS6110996A (en) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Driving circuit of stepping motor |
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