JPH01243889A - ステッピングモータの制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はステッピングモータの制御装置に関するもので
ある。

（従来技術および発明が解決しようとする課題）従来の
ステッピングモータの制御装置は第１図に示す様な回路
構成で、ステッピングモータのＡ・Ａ、Ｂ・π相の電流
検出値と基準電圧値とを比較しトリガパルス発振器とに
より、ステッピングモータを定電流で駆動していた。そ
の特性は第２図（ａ）の様に、ステッピングモータ駆動
電圧Ｖａ、。

Ｖａ、の変動により、ステッピングモータのトルク特性
が変化する。

また、第２図（ｂ）の様に制御回路のバラツキによりス
テッピングモータ巻線電流１＋、Ｉｔが変動することに
よっても、トルク特性が変化する。

モータ駆動電圧の変動の要因は、例えば従来のコンピュ
ータミシン等の機器では次の様になる。

１−１）ライン電源変動（±１０％程度）１−２）？Ｈ
源部のトランスのバラツキ（±５％程度）制御回路によ
る電流のバラツキの要因は次の様になる。

２−１）アナログ回路のため基準電圧、比較回路等のバ
ラツキ（±７％程度） ２−２）電流検出抵抗の抵抗値のバラツキ（±２％程度
） またステッピングモータの負荷についても、例えば前記
の機器では次の様な要因で変動する。

３−１）組立部品の精度のバラツキによる負荷変動。

３−２）環境温度変化による負荷変動。

以上からステッピングモータの電流設定値は、上記要因
を考慮して、最悪時でも動作出来る様設計を行なってい
た。

そのため多くの場合、ステッピングモータのトルクにか
なりの余裕があるにもかかわらず、ステッピングモータ
巻線の電流値が高めになっているので、温度上昇値が高
（なり必要な電力も大きくなる要因となっていた。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記モータ駆動電圧の変動に対し電圧を、温度
変化に対し温度センサの出力を、ステッピングモータ巻
線電流の変動に対し電流を、それぞれアナログ値からデ
ジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路により変換し、その
デジタル値に基づいて電流設定値の演算を行ない、演算
し１＝結果をカウンター（１）及びカウンター（２）に
セットすることにより、第４図に示す様にＰＷＬとＰＷ
Ｈ（ＰＷＬ＋ＰＷＨ＝一定）の値を任意に設定すること
により、ステッピングモータのトルクをステッピングモ
ータ駆動電圧及び温度変化によって最適な条件で設定す
る事が可能となる。

また、機器の電源投入時に、通常ステッピングモータの
位置を決めるため（図示はしないカリ、位置センサが検
出するまでステッピングモータを回転させるという動作
を行なうが、その時位置センサが検出するまでステッピ
ングモータ電流を徐々に増すことによって、その機器が
必要とするトルクを確認し、最適な電流設定が可能とな
る。

（実施例） 本発明の実施例を第３図に基づき説明する。

演算回路４はＡ−Ａ相電流検出抵抗Ｒ８及びＢ−π相電
流検出抵抗Ｒ２に発生するステッピングモータ巻線の電
流値に比例した電圧値と、ステッピングモータ駆動電圧
Ｖａに比例した電圧値と、温度センサ５より出力される
温度に比例した電圧値とを、アナログ値からデジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換回路７を介して読み、そのデジタ
ル値に基づいて電流設定値の演算を行ない、カウンター
（１）２及びカウンター（２）３の設定を行なう。演算
回路４によって設定されたカウンター（１）２及びカウ
ンター（２）３は、発振回路ｌより出力されるクロック
信号を受けてカウント動作を行ない、出力制御回路６に
ＰＷＭ信号の周期を出力する。

カウンター（１）２及びカウンター（２）３の出力を受
けた出力制御回路６は、ＰＷＭ信号を発生させてステッ
ピングモータ駆動回路８に出力する。

ステッピングモータ駆動回路８は、相切換信号により前
記駆動電圧Ｖａを印加するステッピングモータ巻線を切
換えるとともに、出力制御回路６のＰＷＭ信号を受けて
、前記ステッピングモータ巻線の電流値を制御する。

以上の構成に於て、ステッピングモータ駆動電圧値があ
らかじめ設定しである基準値より高い場合は、第４図に
示すごと＜ＰＷＬ（カウンター（＋））の値を小さくし
、Ｐ　Ｗ　１（（カウンター（２））の値を大きくする
。その逆に電圧値が基準値より低い場合は、ＰＷＬ（カ
ウンター（１））の値を大きく、Ｐ　Ｗ　［１（カウン
ター（２））の値を小さくする。

使用温度の変化に対しては、あらかしめ設定しである温
度より高いか低いかに応して、ＰＷＬ（カウンター（１
））とＰＷＨ（カウンター（２））との値を前記同様に
適切な値に設定する。

以上の様な回路構成でステッピングモータを制御するこ
とは、第５図に示す如＜Ａ／Ｄ変換回路とＩ）ＷＭ信号
発生回路を含むｌデツプＣＰＵ化することで第３図に示
した回路構成でステッピングモータを制御することも可
能であり、動作は実施例と同じであるので省略する。

負荷のバラツキは電源投入時にイニシャライズする時に
、ステッピングモータの電流を徐々に増していった時に
動き出すトルクを検出することにより、その負荷に適切
な電流設定を行う。

また、従来の制御回路による電流値のバラツキについて
は、デノタル値で行うため、電流検出抵抗値Ｒ，，Ｒ，
のバラツキ（±２％程度）にすることが可能となる。

さらに、本発明によれば第６図に示したごとく、回転速
度に応じて負荷トルクを自由に設定することができる。

したがって唾々の負（、％に応した最適なトルク特性を
得ることが可能となる。

（発明の効果） 以上の如く本発明によれば、従来のアナログ的な電流フ
ィードバックをデジタル的な電流フィードバック方式に
することにより、ステッピングモータ駆動電圧の変動、
ステッピングモータ色線電流の変動及び温度変化に対す
る問題点を解決するとともに、第５図に示す如＜Ａ／Ｄ
変換回路及びＰＷＭ機能をもった１チツプＣＰＵを使用
することにより、簡単な構成でステッピングモータを従
来より高機能な制御を行わしめることが可能となった。

さらに、ステッピングモータの回転速度に応じて電流値
を設定することにより、負荷に応じた最適なトルク特性
を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御ブロック図、第２図−（ａ）は従来
の制御で駆動電圧に変化のあった場合のトルク特性図、
第２図−（ｂ）は従来の制御で巻線電流に変化のあった
場合のトルク特性図、第３図は本発明の実施例を示すブ
ロック図、第４図はｌ）ＷＭ倍信号例、第５図は本発明
の制御をｌチップＣＩ）Ｕを用いて実施した場合の構成
図、第６図は本発明の制御によって低回転時にトルクを
大きくした場合と小さくした場合のトルク特性図。 ｆｌ、、Ｒ，・・電流検出抵抗、１・・・発振回路、４
・・・演算回路、６・・・出力制御回路、７・・・Ａ／
Ｄ変換回路特許出願人　蛇の目ミシン工業株式会社回転
゛数 第　２　図（α） 第２図（１７） 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）相切換信号により、電圧を印加するステッピング
   モータ巻線を切換えるとともに、該ステッピングモータ
   巻線の電流値を定電流チョッパ方式で制御を行なうステ
   ッピングモータの駆動回路に於て、前記ステッピングモ
   ータ巻線の電流値を検出する電流検出抵抗と、該電流検
   出抵抗に発生する電流値に比例した電圧値と、前記駆動
   回路に供給するステッピングモータ駆動電圧値とを、そ
   れぞれアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換
   回路と、該Ａ／Ｄ変換回路によりアナログ値からデジタ
   ル値に変換した値に基づいて電流設定値の演算を行なう
   演算回路と、該演算回路の演算結果により設定を行なう
   第１のカウンター及び第２のカウンターと、該第１のカ
   ウンター及び第２のカウンターの出力によりＰＷＭ（Ｐ
   ｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｏｏｎ）信号を
   発生させる出力制御回路と、前記第１のカウンター及び
   第２のカウンターにクロック信号を供給する発振回路と
   を有することを特徴とするステッピングモータの制御装
   置。
2. （２）温度センサを設け、前記電流検出抵抗に発生する
   電流値に比例した電圧値と、前記ステッピングモータ駆
   動電圧値と、温度センサの出力電圧とをアナログ値から
   デジタル値に変換した値に基づいて電流設定値の演算を
   行なう特許請求の範囲第１項のステッピングモータの制
   御装置。
3. （３）ステッピングモータの回転速度に基づいて電流設
   定値の演算を行なう特許請求の範囲第１項のステッピン
   グモータの制御装置。