JPH02246793A - パルスモータの駆動方法 - 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、パルスモータの駆動方法に係り、特にパルス
モータの負荷の変動が大きい場合に好適なパルスモータ
の駆動方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のパルスモータの駆動方式としては、ステッピング
モータの基礎と応用（昭和６１年、総合電子出版社列）
　Ｐ、　１５Ｂに記載の様に、いわゆる定電圧駆動方式
か定電流駆動方式が採られている。

そして、パルスモータの相電流値の制御は、パルスモー
タの駆動パルスレートを変える場合（いわゆるスルーイ
ング時や複数のパルスレートで駆動する場合）限って行
なわれていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、パルスモータの負荷変動が大きい場合
のモータの発熱量低減や、装置の消費電力低減に対して
配慮がされていなかった。特にパルスモータの負荷′に
関して、ピーク負荷トルクが定常負荷トルクと比較して
大きい場合には、パルスモータや装置の電源を大形のも
のにしなければならないという問題点があった。

また、パルスモータや装置等を大形のものにして、常時
ピーク負荷トルクを発生する構造のため、トルク゛過大
によって軸系に回転振動が生じ、騒音が大きいという問
題点があった。

−船釣に、パルスモータの許容負荷トルクは、発熱によ
る温度上昇が巻線の絶縁の耐熱温度を越えない電流値に
よって制限されている。しかし、短時間の使用であって
温度上昇を無視できる場合には、電流値を大きくするこ
とによって、許容負荷トルクを更に大きくすることがで
きる。

本発明の目的は、パルスモータの負荷変動に応じて、負
荷トルクが太き（なった時には大きな電流を流して大ト
ルクを発生させ、負荷トルクが小さい時には電流値を小
さく抑えることによって発熱量を小さくして温度上昇を
抑え、小形のパルスモータを使用できる様にし、かつ装
置の消費電力を小さく抑える騒音を低下することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のパルスモータの駆動方法は、駆動中のパルス
モータの各相に流れるピーク電流値と電流流通時間とを
測定し、測定されたピーク電流値と電流流通時間に応じ
て次励磁の電流流通時間と電流値を決定することを特徴
としている。

〔作用〕

この発明によれば、駆動中のパルスモータの各相に流れ
る電流値とその電流流通時間（オン時間）が測定され、
これに基づいて次励磁の電流値の電流流通時間が定めら
れる。したがって、負荷トルクが小さい時には、小さな
電流値でパルスモータが駆動され、負荷トルクが大きい
時には、大きな電流値でパルスモータが駆動される。

次に、この発明の原理について、１−２相励磁コンポー
ラ駆動の場合を例にして説明する。第２図（ａ）は１−
２相励磁コンポーラ駆動における各相の励磁シーケンス
を示し、各相Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂ４！３ステップの間励磁さ
れ、５ステツプの間非励磁になるように制御゛される。

第２図の）は一つの相Ａの励磁方法を示し、通常は制御
系を簡素化するために、進相と同期してオン時間Ｔｏｎ
とオフ時間↑ｏｆｆを設け、この時間比によって電流の
ピーク値Ｉｐの制御を行う。

第３図は負荷トルクＴｒと上記ピーク電流値Ｉｐの関係
を、 オン時間比ｔ　−Ｔｏｎ　／　（Ｔｏｎ　＋　Ｔｏｆｆ
　）をパラメータとして示したものである。第′３図に
おいて、負荷トルクＴ「とピーク電流！ｐの関係が直線
ＢＢ’よりも下側の領域になると、パルスモータが脱調
する。第３図において、ε＝０．４の場合をみると、負
荷トルクＴｒがＯの場合、動作点Ａ′が指示するピーク
電流Ｉｐが流れる。そして、負荷トルクＴｒが増加して
いくと、動作点が直線Ａ’　Ｂ’にしたがって変化し、
ピーク電流ｉｐも直線Ａ’　Ｂ’にしたがって除々に上
昇する。負荷トルクＴｒが点Ｂ′を越えると、動作点Ｂ
Ｂ”の下側の範囲になるため、パルスモータは脱調する
。

また、第３図において、ε＝１．０の場合を見ると、負
荷によってピーク電流１ｐは直線Ａ’　Ｂ’にしたがっ
て変化する。また、動作点Ｂ″における負荷トルクＴｒ
ｒａａｘは、本例のパルスモータが発生し得る最大のト
ルクを示している。

第３図において、最大負荷トルクＴｒｔａａｘよりもは
るかに小さな負荷トルクＴｒ’について考察す条と、ε
＝０．４の条件で駆動した場合にはピーク電流Ｉρは動
作点Ｃ′における値となる。また、ε−１，０の条件で
駆動した場合には、パルスモータの負荷トルクＴｒ’と
同じであるため、ピーク電流ｒｐは動作点Ｃにおける値
となる。したがって、ピーク電流１ｐは、大きく増加す
ることになる。

すなわち、負荷トルクＴｒの最大値がＴｒ’以下の場合
には、ε＝０．４の条件で駆動すればよいが、負荷トル
クＴｒの最大値がＴｒ“のように大きくなる場合には、
ε＝１．０の条件で駆動する必要がある。

ところが、通常の例では、負荷トルクＴｒが最大値Ｔｒ
’になるのは、パルスモータの全運転時間中のごくわず
かな時間であり、はとんどの時間はより低い定常負荷ト
ルクＴｒ’程度となっている。しかし、従来技術に”お
いては、負荷トルクＴｒが最大値Ｔｒ”となることを考
慮して、ε＝１．０の条件で駆動しているため、ピーク
電流■ρは動作点Ｃ“′の示ず値となり、消費電力が大
きく、発熱が大きくなる。

そこで、負荷トルクＴｒが最大値Ｔｒ“のときはε＝１
．０で駆動し、負荷トルクＴｒが常時負荷トルク　Ｔｒ
’のときはε＝０．４で駆動すれば、常時負荷トルクＴ
ｒ’時のピーク電流■ρを動作点Ｃ′に示す値に低下さ
せることができる。

そこで、この発明は上記事項に着目して、パルスモータ
のピーク電流１ｐは第３図に示すように駆動条件と負荷
トルクによって決まるので、パルスモータを運転中にピ
ーク電流値Ｉρを測定してオシ時間と、併せて判断すれ
ば、その時の負荷トルクＴｒを知ることができ、これに
よって次励磁相の駆動条件を負荷トルクＴｒに見合った
条件とするように構成したものである。これを進相毎に
次々と行っていけば、負荷トルクＴｒが変動しても、常
に最適な駆動条件とすることができ、消費電力を小さく
し、パルスモータの発熱量を小さくすることができる。

〔実施例〕

以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。以下の説明は、４相パルスモータの
１−２相励磁ユニポ一ラ駆動方式について行うが、相数
や励磁方式が異なっても本発明が適用できることは、言
うまでもない。

第１図は本発明を適用したパルスモータの制御系を示す
図である。第１図において、パルスモータ１の各相には
、スイッチングトランジスタＱｌ〜Ｑ４が接続され、各
スイッチングトランジスタＱｌ−Ｑ４のエミッタには、
電流測定用の抵抗Ｒ１〜Ｒ４が接続されている。

パルスモータの各相Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂに流れる電流は、抵
抗Ｒ１−Ｒ４により電圧に変換され、電流測定部２に入
力される。

制御部３は、電流測定部２から出力される電流値データ
（オン時間とピーク電流値）を読み取り、メモリ４に格
納されたテーブルから次励磁相の動因にメモリ４に格納
されているテーブルの一例を示す。

たとえば、定常負荷トルクＴｒ’を駆動している時オン
時間がＴｏｎ　２、この時のピーク電流値がＩｐ弘 ３であったとすると、制御部３は、第倉図に示すテーブ
ルから次励磁相の励磁時間として常にＴｏｎ２を読み出
し、定常的な駆動が行なわれる。

ここで、何かの原因で負荷トルクが増加すると、例えば
ピーク電流値Ｉｐ３からＩｐ５に増加した場合、伊 制御部３はただちに第参図に示すテーブルから次励磁相
のオン時間Ｔｏｎ４を読み出し、パルスモータドライバ
５を次励磁相のオン時間がＴｏｎ４になる梯に制御する
。

これにより、パルスモータには、ピーク電流１ｐ７が流
れ、許容負荷トルクが増加して、負荷トルクの増加を補
償することができる。

また、負荷トルクが定常値↑ｒ′にもどった場合には、
ピーク電流値はｌｐ５に低下し、制御部３は、第２図に
示すテーブルから次励磁相のオン時間Ｔｏｎ２を読み出
し、定常状態へ復帰する。

従って、従来の駆動方法ではオン時間は常にＴｏｎ４と
する必要があり、定常負荷時であってもと−ク電流値は
Ｉｐ５となるのに対し、本実施例によれば、定常負荷時
にはピーク電流値をＩｐ３に押えることかでき、パルス
モータの発熱・装置の消費電力を低く押えることができ
る。

第キ図は、本発明のパルスモータ駆動方法を紙葉類分離
機構に適用した具体例を示す図である。

第客図に示す紙葉類分離機構は、パルスモータ−により
駆動される外周の一部がゴムで形成されフィードローラ
６と、回転しないゲートローラ７とによって紙葉８を一
枚一枚に分離する。しかし、紙葉８の状態によっては、
フィードローラ６とゲートローラ７の間に２〜３枚の紙
葉が噛み込まれ、フィードローラ６を駆動するためのト
ルクが定常状態の数倍になることがある。従来は、パル
スモータがこのトルクに見合っただけの負荷トルクを常
時発生する様にパルスモータとその制御系を構成してい
たため、装置が大形化しかつ消費電力も大きかった。し
かし、本発明を採用することにより、小形のパルスモー
タを採用でき、消費電力も低減することが可能となる。

第３図に示した紙葉類分離機構は、現金自動取板装置の
紙幣処理機構の紙幣分離機構として良く用いられ、特に
紙幣の様に、新券、流通券等、紙幣の状態が様々な場合
には、フィード−ローラ６を駆動するためのトルク変動
が大きく、特に本発明は、大きな効果を得ることができ
る。

〔発明の効果） 以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、負荷変
動の大きい負荷をパルスモータで駆動する場合、小形の
パルスモータを使用でき、かつ消費電力も少なくできる
効果がある。

また、負荷トルクが小さい時には、パルスモータの出力
トルクを小さくでき負荷トルクが太き（なった時だけパ
ルスモータの出力トルクを大きくすることができるので
、通常発生するパルスモータの出力トルク過大による軸
系の回転振動に起因する騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したパルスモータ制御系を示す図
、第２図（ａ）はパルスモータを１−２相励磁コンポ一
ラ駆動方式で駆動した場合の各相の励磁シーケンスを示
す図、第２図（ロ）はパルスモータを１−２相励磁コン
ポーラ駆動方弐で駆動した場合の１相の励磁電流の一例
を示す図、第３図は負荷トルクとピーク電流の関係を示
す図、第４図は第１図に示すメモリに格納されているテ
ーブルの一例を示す図、第５図は紙葉類分類機構を示す
説明図である。 １・・・パルスモータ、２・・・電流測定部、３・・・
制御部、４・・・テーブル、５・・・パルスモータドラ
イバ、６・・・フィードローラ、７・・・ゲートローラ
、８・・・紙葉。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 為１図 第　２図 （ａ） （ｂ） ｂ 処 図 貫層１１−ルクゴｉ 弔 図 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　１．駆動中のパルスモータの各相に流れるピーク電流
   値と電流流通時間とを測定し、測定されたピーク電流値
   と電流流通時間に応じて次励磁の電流流通時間と電流値
   を決定することを特徴とするパルスモータの駆動方法。
2. 　２．上記測定されたピーク電流値と電流流通時間とに
   基づいて、あらかじめ定められたテーブルから次励磁の
   ピーク電流値と電流流通時間を読み出すことを特徴とす
   る請求項１記載のパルスモータの駆動方法。