JPH033699A

JPH033699A - リラクタンス型ステッピング電動機

Info

Publication number: JPH033699A
Application number: JP1135782A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-09

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〕ロゼツトアームの駆動源、自動機の部材の歩進移動の駆
動源として利用される、サーゼ電動機の代りに使用する
ことができる。

〔従来の技術〕

マグネット回転子を利用したステッピング電動機が類似
した技術として周知であるが、出力トルクが小さく、本
発明装置とは使用分野が異なる。

リラクタンス型のステッピング電動機が小量生産されて
いる。出力トルクは太きいが、応答性が悪く、歩進速度
が小さいので、広い用途はない。

〔本発明が解決しようとしている課題〕第１の課題出力トルクは大きいが、歩進速度が小さいという問題点
がある。

第２の課題脱調を防止して、所定のステップ動作を高速度で行なう
為に、ステッピング電気信号の周波数を漸増し、漸減し
て停止せしめる手段が知られているが、電気回路が錯雑
高価となり、その性能も良好でな（問題点が多い。

〔課題を解決するための手段〕

第１の手段ｎ相（ｎ＝ｘ、３．＜ｚ、・・・）全波リラクタンス型
のステッピング電動機において、ｎ相の磁極に装着され
たｎ相の励磁コイルと、第１．第２．第３、・・・の相
の励磁コイルのそれぞれを第１．第１の励磁コイル、第
２．第２の励磁コイル、第３゜爾コの励磁コイル、・・
・のそれぞれを第１、第２、第３、・・・の両端に接続
された半導体スイッチング素子と、各半導体スイッチン
グ素子と対応する励磁コイルの直列接続体に逆接続され
たダイオードと、半導体スイッチング素子を介して励磁
コイルに電圧を印加する直流電源と、該直流電源の正極
に順方向に接続された第１の逆流防止用ダイオードを介
して通電される第１．第１の励磁コイルと、同じく接続
された第２．に装着されたｎ逆流防止用ダイオードを介
してそれぞれ通電される第２．第２の励磁コイル、第３
．第３の励磁コイル、・・・とよりなる通電制御回路と
、所定の周波数のｎ相全波のステッピング電気信号発生
装置と、該ステッピンチング素子を付勢導通せしめてス
テッピングのトルクを発生する電気回路とより構成され
た手段である。

第２の手段ｎ相（ｎ＝２、≠、！、・・・）片波リラクタンス型ス
テッピング電動機において、ｎ相の磁極に装着されたｎ
相の励磁コイルと、第１．第２．第３゜・・・の相の励
磁コイルのそれぞれを第１．第２．第３、・・・の励磁
コイルのそれぞれを第１、第２、第３、・・・の両端に
接続された半導体スイッチング素子と、各半導体スイッ
チング素子と対応する励磁コイルの直列接続体に逆接続
されたダイオードと、半導体スイッチング素子を介して
励磁コイルに電圧を印加する直流電源と、該直流電源の
正極に順方向に接続された第１の逆流防止用ダイオード
を介して通電される第１の励磁コイルと、同じく接続さ
れた第２．に装着されたｎ逆流防止用ダイオードを介し
てそれぞれ通電される第２．に装着されたｎ励磁コイル
と、各逆流防止用ダイオードの出力側と直流電源負極側
との間に接続された小容量の第１゜第λ、に装着された
ｎコンデンサとよりなる通電制御回路と、所定の周波数
のｎ相片波のステッピング電気信号発生装置と、該ステ
ッピング電気信号により、それぞれ対応する第７．第２
．に装着されたｎ励磁コイルに接続された半導体スイッ
チング素子を付勢導通せしめてステッピングのトルクを
発生する電気回路とにより構成された手段である。

第３の手段第１若しくは第２の手段のステッピング電気信号発生装
置淑扉要のステ・置数を記憶する記憶回路と、第１の計
数回路に前記したステップ数を置数し、第２の計数回路
に該ステップ数の１／２を置数する電気回路と、ステッ
ピング電動機の起動とともに、ステップ数により第１．
第２の計数回路の減算を開始し、又ＲＯＭに記憶された
デジタルメモリを読み出し、第２の計数回路の零カウン
トの出力信号によりＲＯＭのデジタルメモリの読み出し
を逆行する電気回路と、ＲＯＭの読み出し信号をアナロ
グ信号に転換し、該アナログ信号に比例する発振パルス
の周波数が得られる発振回路と、該発振回路の出力発振
パルスの周波数の入力によりｎ相全波若しくは片波のス
テッピング電気信号が出力されるパルス分配器と、リラ
クタンス型ステッピング電動機の駆動開始指令電気信号
により、パルス分配器の出力ステッピング電気信号の該
電動機の通電制御回路に対する入力を開始し、第１の計
数回路の計数値が零カウントになったときに、発振回路
の発振パルスのパルス分配器に対する入力を断つ電気回
路とにより構成された手段となっている。

〔作用〕１つのステップ動作のときに、１つの励磁コイルの通電
が断たれて、その蓄積磁気エネルギが放出され、次の励
磁コイルの通電が開始されると磁気エネルギの蓄積が行
なわれる。

リラクタンス型のステッピング電動機が太きい出力トル
クを得られるのは、上述した励磁コイルの著しく大きい
蓄積磁気エネルギの為である。

大きい蓄積磁気エネルギは、その消滅と蓄積に時間を要
するので、ステップ周波数を大きくできない。従って高
速ステップ動作が不可能となる不都合がある。

印加直流電源正端子側にダイオ−ｒを７個挿入しておき
、蓄積磁気エネルギが電源に還流することを防止すると
、次に通電すべき励磁コイルに磁気エネルギの消滅忙よ
る高圧、大電流で突入し、急速な磁気エネルギの蓄積が
完了し、又前段の励磁コイルの磁気エネルギの消滅も急
速となる。

従って、高速なステップ動作を行なうことができる。

前段の励磁コイルの通電の停止と次段の励磁コイルの通
電開始の間に時間があるときには、磁気エネルギを小容
量（０，／　−０，３マイクロフアラツＰ）のコンデン
サに７時的に充電してお（ことにより同じ目的が達成で
きる実測によると出力が３０θワット位で、−〇マイク
ロ秒位で磁気エネルギの移動を行なうことができる。

従って、第１の課題を解決する作用がある。

第≠図につき後述するように、ステップの数に対応した
ＲＯＭの各番地のデジタル信号量を読み出し、このデジ
タル信号をアナログ信号に転換し、このアナログ信号に
比例した周波数に対応したステッピング電気信号の周波
数により、脱調することなく、最短時間で加速し、％の
ステップ数となったときにＲＯＭの読み出しを逆行して
、最短時間で減速する。従って、負荷移動の数値制御を
脱調することな（最短時間で行なうことができるので第
２の課題を解決する作用がある。

〔実施例〕

第１図以降について本発明の詳細な説明する。

各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重複し
た説明は省略する。

第１図（ａ）は、本発明が適用される２相のリラクタン
ス型ステッピング電動機の７例で、その回転子の突極と
固定電機子の磁極と励磁コイルの構成を示す断面図であ
る。以降の角度表示はすべて電気角とする。

第１図（ａ）において、記号／は回転子で、その突極／
　ａｌ　／　１）　ｌ・・・の巾はｌざ０度、それぞれ
は、３６０度の位相差で等しいピッチで配設されている
。

回転子／は、珪素鋼板を積層した周知の手段により作ら
れている。記号！は回転軸である。

記号グはぎ−ル軸受で、ボールは省略して図示していな
い。

磁極／Ａａ　、　／Ａｂ　、・・・、は磁路となる固定
電機子磁心／６とともに１回転子ｌと同じ手段により作
られている。磁極／Ａａ、／Ａｂ、・・・の端面には、
突出された歯／Ａａ−／、／Ａａ−２、・・・がそれぞ
れ設けられ、歯の巾は／ｒθ度で同じ角度離間している
。

磁極／４　ａ　＊　／Ａ　ｂ　＋　”’には、励磁コイ
ル／７ａ、／７ｂ。

・・・が捲着され、各磁極／４ａ　、　／Ａｂ　、・・
・は等しいピッチで円周面に図示のように配設されてい
る。

第１図（ｂ）は、上述した磁極と突極の展開図である。

第１図（ａ）の記号Ｊａ、Ａｂ、・・・は放熱の為の冷
却フィンで、固定電機子／６の外側に基部乙が嵌着され
ている。記号、２ノは外筐円筒で冷却フィンの外側のカ
バーとなっている。

円孔ｕ／ａ、２／ｂ、・・・は、締着の為のビス孔であ
る。

前述したように、第１図（ａ）は構成の断面図、第１図
（ｂ）はその展開図である。第１図（ｂ）の展開図。

第１図（ａ）につきその詳細を説明する。

第１図（ｂ）において、円環部１６及び磁極／Ａａ、／
Ａｂ、・・・は、珪素鋼板を積層固化する周知の手段に
より作られ、固定された電機子となる。記号／Ａの部分
は磁路となる磁心である。

磁極／Ａａ　、　／Ａｂ　、　−には、励磁コイル／７
ａ、／７ｂ、・・・が捲着されている。

回転子ｌの外周部には、突極／　ａ　＊　／　ｂ　？・
・・が設けられ、磁極／Ａａ、／Ａｂ　、−の歯／Ａａ
−／、／６ａ−２，・・・と０．ｌ−０，２ミリメート
ル位を空隙を介して対向している。歯の巾と突極中は等
しく、各歯の離間角は７２０度である。

第１図（ｂ）の歯／４ａ−／　、／Ａａ−２、／６ａ−
３，−・−は１つの磁極当り３個であるが、２個若しく
は３個以上としても実施できる。

ｌ磁極当りの歯の数に比例して出力トルクが増大する。

又ステップ角度が小さく分解能が良好となるＯ第１図（ｂ）の励磁コイル／７ａ、／７θ（両コイルの
直列若しくは並列接続体を励磁コイルにと称する。）に
通電すると、歯と突極は吸引される。

同時に、励磁コイル／７１）　、　ｎｆ（両コイルの同
じ接続体を励磁コイルＭと呼称する。）に通電する。従
って、第１図（ｂ）図示の位置より、所定角だけ矢印入
方向に駆動されて停止する。停止点は、磁極／Ａａ、／
Ａｅによる反トルクと磁極／乙す、＃、ｆによる正トル
クがｊランスした点である。

前者のトルク曲線が、第聾図のタイムチャートで曲線、
？ｑａとして、又後者のトルク曲線が、曲線３９ｂとし
て示されている。

点曲３ｑｃ部は反トルクで、上述した。６ランス点は、
直線１ＩｏＯ点となる。

直線ｔｏの点は、トルク曲線の形状により変化するが、
直線ｔｉｏの点より、回転子／が左右にずれたときに、
復帰するトルクが太き（なるトルク曲線の形状が好まし
い。

従って、突極と歯の対向面の形状を変更して、上述した
目的を達成するものである。

励磁コイル／７ａ、／７ｅの通電の停止とともに、励磁
コイル／７Ｃ、／７ｇ　（両者の接続体を励磁コイルＬ
と呼称する。）が通電され、回転子ｌはｑｏ度回転して
停止する。

励磁コイル／７ｂ、／７ｆの通電の停止とともに、励磁
コイル１７ｄ、１７ｈ（両コイルの接続体を励磁コイル
Ｎと呼称する。）が通電され、回転子／は９０度回転す
る。

以上の説明のように、／ステップが９０度のλ相全波の
ステッピンク電動機として駆動される。

次に第２図（ａ）につき励磁コイルに、Ｌ、Ｍ、Ｎの通
電制御の詳細を説明する。

第２図（ａ）において、端子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの
入力は、ステッピング電気信号で、第３図に示す周知の
回路により得ることができる。

第３図において、ブロック回路／３は、所定の周期の電
気パルスを発振する発振器で、その出力電気パルスはパ
ルス分配器／グに入力され、端子１５ａ。

／ｊｂ　、／！；ｃ　、／ｊｄより、２相全波のステッ
ピング電気信号が出力される。

端子／ｊａ　、　１５ｂ　、・・・の出力は、それぞれ
第２図（ａ）の端子３ｅ、、３ｂ、・・・に入力される
。

端子３ａ、３ｂの入力は、第６図の曲線、３！；ｈ。

３左す、・・・及び曲線、７４ａ、３Ａｂ、・・・とな
る。

端子！ｃ、Ｊｄの入力は、第６図の曲線３７ａ。

３７ｂ、・・・及び曲線、３ｇａ、３ｇｂ、・−・とな
り、位相が９０度お（れている。

端子３ａに入力される曲線、？５ａの電気信号により、
トランジスタ７ａ、７ｂが導通するので、励磁コイルＫ
が通電され、所定時間後に端子３ｃより曲線、７７ａの
電気信号が入力されて、トランジスタ♂ａ、♂ｂが導通
して励磁コイルＭが通電する。

従って、第６図のトルク曲線３９ａ、３９ｂについて前
述したように、直線１１０の点で停止する。

次に曲線３６ａの電気信号が端子３ｂより入力されるの
で、トランジスタ７ｃ、７ｄが導通するので励磁コイル
Ｌが通電される。このとき同時に、端子３ａの入力が断
たれるので、トランジスタ７ａ、７ｂは不導通に転化す
る。励磁コイルにの蓄積磁気エネルギは５慣用されてい
る手段によると、ダイオ−ｒ／／ａ、／／ｂを介して、
電源に端子２ａ。

２ｂにより還流されている。従って印加電圧を高くしな
いと磁気エネルギの消滅時間を小さくすることができな
い。

電源を高電圧とすると、励磁コイルの通電電流が過大と
なり焼損する不都合を生ずる。

急速なステッピンク動作をすると、磁気エネルギの放電
電流により、反トルクが発生して、出力トルクを減少せ
しめる不都合がある。

又次に通電される励磁コイルＬの通電の立上りがお（れ
るので、トルクが減少する不都合がある。

本発明装置では、第２図（ａ）のダイオ−Ｙ９ａを付加
するのみで、上述した不都合を除去できる作用効果があ
る。即ち、励磁コイルにの通電が断たれると、蓄積磁気
エネルギの放電は、ダイオードりａにより遮断されるの
で、このときに同時に導通しているトランジスタ７ｃ、
７ｄを介して、励磁コイルＬに高電圧となって流入し、
急速に磁気エネルギを蓄積する。

第６図の曲ｉ＋／ａ　、　ｔＩ／ｂ　、　ｑｔｃ　、　
ＩＩ／ａは、励磁コイルに、Ｌの通電曲線を示している
。

曲線＊／ａ（励磁コイルにの電流）の降下部と曲線’４
／ｂの立上り部（励磁コイルＬの電流）の巾は点線１Ｉ
２ａとｔ１２ｂの間の巾となり、著しく急速となる。３
００ワツト出力の電動機で３０マイクロ秒位となる。

従って、ステッピングの周波数を太き（しても上述した
反トルク、減トルクを発生することなく、従って不都合
を生ずることな（、高速度のステッピングを行なうこと
ができるものである。

又電源端子ｊａ、、２ｂの電圧は、逆起電力を越えて所
要の励磁電流を通電すればよいので低電圧のもので差支
えない。

第２図の曲線、、？？ａ　、　、３７ｂ、　”’　＋曲
線３ざａ、３１：ｂ。

・・・による励磁コイルＭＮの通電についても上述した
作用効果は全（同様である。ダイオード９ｂの作用もダ
イオードタａと同じ作用を行なっている。

コンデンサ１Ｉ２ａ、／（Ｎ：ｒは必ずしも必要なもの
ではないが、各トランジスタの導通、不導通のタイミン
グに差があった場合の保護の為のものである。

本実施例は、λ相全波のステッピング電動機の実施例に
ついて説明したが、３相、≠相、・・・の全波の場合に
も適用できる。

本明細書では、第１の相の励磁コイルに、Ｌを第１．第
１の励磁コイル、第２の相の励磁コイルＭ、Ｎを第１．
第２の励磁コイルと呼称し、相数が増加した場合にも同
じ呼称手段となっている。

次に３相片波のリラクタンス型ステッピング電動機の通
電制御回路を第２図（ｂ）について説明する。

第２図（ｂ）において、端子Ｊａ　、Ｊｂ　、３ｃより
入力されるステッピング電動機の入力信号は、周知の発
振器とパルス分配器とにより得られ、端子３ａ、３ｂ、
３ｃの入力信号は、それぞれ、第６図の電気信号曲線’
１３　ａ　、　’ｉ’３ｔ）　＊・・・９曲線絆ａ、Ｉ
／、ダｂ、・・・９曲線１１３ａ、ダｔｂ、・・・とな
っている。

曲線’１３ａ　、　４１ａ　、　弘！ａは、それぞれ１
．２０度位相がおくれでいる。

励磁コイルＰ、Ｑ、Ｒの装着される磁極は６個となり、
２個づつ対称の位置となる。従って磁極と励磁コイルは
６個となり、円周面においてそれぞれ機械角で６０度離
間して配設されている。

端子３ａ、３ｂより、ステッピング電気信号が入力され
ると、トランジスタ７ａ、７ｂ、７ｃ。

７ｄが導通して、励磁コイルＰ、Ｑが通電される。

回転子は駆動され、所定位置で停止する。

次に、端子３ａの入力信号が消滅すると、端子３ｃの入
力信号があるので、所定角だけ回転して停止する。

歩進角度はｉｒｏ度となる。第２、第３、・・・の通電
の順序は、励磁コイルＰ　、　Ｑ−＋Ｑ、　Ｒ−＋Ｈ、
ｐ→Ｐ、Ｑ→となる。端子３ａの入力信号となる曲線４
Ｚ、？ａの電気信号が消滅すると、その磁気エネルギは
、ダイオードタａがある為に、電源に還流しないで、コ
ンデンサ１０ａに蓄積され、その容量を励磁コイルＰの
インダクタンスに対応した小容量のものとすることによ
り、高電圧で充電される。

従って、励磁コイルＰの通電の降下は急速となる。

所定時間後に、曲線／ａ、？ｂの電気信号により、励磁
コイルＰの通電が再び開始されるが、コンデンサ／（７
ａの高電圧により通電電流は急速に立上る。

他の励磁コイルＱ、Ｒ及びダイオ−ｒ！７ｂ、りＣ及び
コンデンサ１０ｏ、１０ｃの作用効果も全く同様である
。

従って高速度のステッピングを行なうことができる作用
効果がある。又電源電圧は低電圧のものでよい利点があ
る。本実施例は、３相片波のステッピング電動機につい
て説明したが、グ相、！相。

・・・のものにも適用することができ、同じ作用効果が
ある。

第１の相の励磁コイルを第１の励磁コイル、第２、第３
の相の励磁コイルを第２．第３の励磁コイルと呼称する
。

以上の説明より理解されるように、本発明装置によると
、リラクタンス型のステッピング電動機の大きい出力ト
ルクを保持して、しかも高いステップ周波数に応答する
ものが得られ、電源電圧を高くする必要がないので、有
効な技術手段を得ることができる特徴がある。

次に第μ図につき、更に高速な負荷の数値制御駆動手段
につぎ説明する。第ψ図において、記号／ｇはコンピュ
ータで、負荷の数値制御の為の数値が所要の種類だけ記
憶されている。

端子／ｆａより、Ｎパルスの負荷制御の為のパルス数を
指令する電気信号が入力されると、端子／ｑａよりＮ個
のパルスが出力され、計数回路、２Ｊａに置数される。

又同時に端子／９ｂより−Ｎ個のパルスが出力され、計
数回路２２ｂに置数される。

端子ｕｊより、セット信号が入力されて、上述した置数
動作前に各計数回路は零リセットされている。端子２３
の電圧は、抵抗ＪＯｈ、、３０ｂで分割され、分割され
た電圧は、トランジスタ２９ｂのベース電圧となる。

従って、トランジスタｕ９ａに設定されたベース電流が
流れ、この電流に比例した電流で、コンデンサコが充電
される。トランジスタ、２ｑａ、２ｑｂはともに活性領
域で作動されている。充電電圧が所定の値となると、ト
リガダイオード３／が導通して放電される。従って、パ
ルス発振回路となり、発振周波数は、トランジスタｕ９
ｋ）のベース電流に比例して増大する。

このパルス発振回路の出力は、アンド回路／ｌｌａを介
してパルス分配器／ｑに入力され、その出力は、端子１
５ａ　、　１５ｂ　、・・・より出力される。

端子／ｊａ　、　／ｊｂ　、・・・の出力は、第３図に
つき前述した同一記号の端子の出力と同じで、２相全波
のステッピング電気信号となる。従って、第２図（ａ）
の励磁電流制御回路の端子３ａ、３ｂ、・・・の入力と
することにより、アンド回路／４／ａの７個の出力パル
ス毎に／ステップの歩進が行なわれる。

パルス分配器は、一般に、ＴＫ型のフリップフロップ回
路３個を含む回路が使用される。

ステッピング電動機の駆動を開始する為に、端子２１１
ｃ、２１１ｄよりパルス電気信号を入力せしめる。

この電気信号により、フリップフロップ回路Ｊ４ａ（以
降は２回路と呼称する。）のＣ端子及びＦ回路２ｔｌｂ
のＣ端子の出力がハイレベルとなる。

アンド回路／９ａの上側の入力がハイレイルとなるので
、パルス発振回路の出力は、パルス分配器／ダに入力さ
れて、ステッピング電動機は起動する。

このときの発振パルスの周波数は自起動周波数となるよ
うに抵抗３θａ、、）Ｏｂの抵抗比が選択されている。

又アンド回路２７ａの下側の入力がハイレベルとなるの
で、アンド回路、ｌａの出力（発振パルス）は、計数回
路２２ｃ（端子只の入力ですでに零リセットされている
。）のＣ端子に入力されてカウントアツプする。

ＲＯＭ、２５の各番地には、設定されたデジタル量が予
めメモリされている。

計数回路２２ｃのカウントアツプされる毎に各カウント
に対応する番地のデジタルメモリが読み出されて、Ｄ／
Ａ変換回路２乙に入力され、デジタルメモリに対応した
アナログ信号が出力され、この出力が抵抗３０ｂの電圧
降下を漸増するように構成されている。

従って、トランジスタ２９ａのベース電流も対応して増
大して、パルス発振回路の周波数も増大するので、ステ
ッピング電動機は加速される。加速の度合は、脱調を発
生しない範囲で最大値となるように電気回路の各常数、
ＲＯＭ２！；のデジタルメモリが選択されている。

前述したように、本発明によるステッピング電動機は高
速度回転ができるが、しかし限界がある。

発振回路の発振周波数が、上記した限界に近づくと、Ｒ
ＯＭ２！ｒのデジタルメモリは一定値となり、発振回路
のパルス発振周波数も一定値に保持される。従って、ス
テッピング電動機の回転速度も対応した定速度となる。

アンド回路／＜Ｚａの出力パルス数が％Ｎパルスとなる
と、計数回路２２”ＯのＣ端子の入力により減算されて
いるので、計数回路２２ｂは零カウントとなり、２回路
−＜ＺａのＲ端子が付勢されて反転し、Ｑカパルスが得
られる。アンド回路、２７ａの出力は断たれる。従って
、計数回路２２ｃはＣ端子の入カバルスにより減算され
るので、ＲＯｂｌｊの番地の読み出しは逆行し、Ｖ遁換
回路コロの出力電圧は漸減するので、発振回路のパルス
周波数も漸減する。

従って、ステッピング電動機は減速される。

上述した加速、減速は対称的となる。減速時の脱調も防
止するようにする必要がある。

アンド回路／＜＜ａの出力パルスは、計数回路〃ａのＣ
端子にも入力されているので減算され、ステッピング電
動機のＮステップの終了とともに、計数回路２２ａは零
カウントとなり、この出力がＰ回路ｕｔｌｂのＳ端子に
入力されるので反転して、アンド回路／ｌｌａの上側の
入力がローレベルに転化して、パルス分配回路／ｑの出
力の変化が停止される。

従って、ステッピング電動機は停止し、負荷もＮステッ
プしてロックトルクにより停止して保持される。

第５図のグラフは、上述したアンド回路／４ａの出力で
あるパルス発振数（よこ軸）とパルス発振周波数（たて
軸）の関係を示すものである。

起動時には、自起動周波数Ｆ（直線３弘で示す）で起動
し、ステッピングの周波数の曲線？λに示すように漸増
し、税調のない最大値で加速され、限異速度で曲線アユ
は平行となり、最高回転速度で／定値となる。

％Ｎステップすると、点線Ｂの点となり、点線、３３ｃ
のように減速して停止する。

点線Ｂに関して、曲線？コの右側と左側（曲線３３Ｃと
平行部）は対称形となっている。

数値制御の為のステップ数Ｎが小さいと、曲線？−の立
上り部で３ＡＮのステップ数となるので、点線３３ａの
ように降下して停止する。

又これよりステップ数の大きい場合には、点線３．３ｂ
のように降下して停止する。

本発明によるステップ速度の制御によると、ステップ数
が変更されても常に最短時間で、負荷の数値制御が行わ
れる特徴がある。

〔効果〕

第１の効果出力トルクが太き（、回転速度の大きいステッピング電
動機を得ることができる。

リラクタンス型の出力トルクが大きい特性を失なうこと
な（、ステップ速度を速（することができる。

第２の効果ダイオードと小容量のコンデンサを電源側に付加するの
みで第１の効果が得られるので、制御回路が簡略化され
る。

第３の効果脱調を防止して、最高速度で負荷の数値制御を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明装置の断面図及び突極、磁極。励磁コイルの展開図、第２図は、同じくその通電制御回
路図、第３図は、ステッピング電気信号発生装置のブロ
ック回路図、第を図は、最短時間で負荷の数値制御をす
る為のステッピング電気信号発生回路図、第！図は、第
≠図示の回路のパルス数とパルス発振周波数のグラフ、
第４図は、ステッピング電気信号、出力トルク、励磁電
流の各曲線のタイムチャートをそれぞれ示す。／、／ａ、／ｂ、・・・回転子と突極、　！・・・回転
軸、　グ・・・ゼール軸受、　／Ａ　、　／Ａａ　、　
／Ａｂ　、・・・固定電機子と磁極、　／＆ａ−／、／
Ａａ−ｕ、・・・歯、／？ａ　、　／’７ｂ　、−励磁
コイル、　　乙、乙ａ、乙す。・・・冷却フィン、　、２ａ、ｊｂ、、２３・・・直流
電源圧負極、　Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑ、、Ｒ・・・励
磁コイル、７ａ、７ｂ、−、Ｊ’ａ、Ｊ’ｂ、、２９ａ
、２？ｂ、−トランジスタ、　／３・・・発振器、　／
ｑ・・・パルス分配器、　７ｇ・・・コンピュータ、　
１．２ａ１．２２ｂ、コ２ｃ・・・計数回路、　Ｊ・・
・ＲＯＭ、　　ｕ４・・・Ｄ々変換回路１．２４ａ、ｕ
４ｂ・・・フリップフロップ回路、　３１・・・トリガ
ダイオード、　３１Ｉ−・・自起動周波数曲線、　？−
１，３ＪＦＬ、３３ｂ、・・・パルス発振周波数曲線、
３！ｒａ。、７！ｂ　、−、、，７，４ａ　、ＪＡｂ　、−・・、
、？？ａ　、３７ｂ、−，３ｇａ　、、３ｇｂ、＝−％
１．３ａ、’１３ｂ、・−・、＃ｌＩａ　、４１ｂ　、
−４（ｊａ、ｔＩｊｂ、・・・ステッピング電気信号曲
線、　３ｑａ、、７？ｂ、３ワｃ−・）ルク曲線、　９
／ａ　、　ｌＩ／ｂ　、　ＩＩ／Ｑ、ｌｌ／ｄ・・・励
磁電流曲線。某３凹嘉図嘉図手続補正書（自発）平成１年ｇ月３日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ｎ相（ｎ＝２、３、４、・・・）全波リラクタン
ス型のステッピング電動機において、ｎ相の磁極に装着
されたｎ相の励磁コイルと、第１、第２、第３、・・・
の相の励磁コイルのそれぞれを第１、＠第１＠の励磁コ
イル、第２、＠第２＠の励磁コイル、第３、＠第３＠の
励磁コイル、・・・と呼称したときに、各励磁コイルの
両端に接続された半導体スイッチング素子と、各半導体
スイッチング素子と対応する励磁コイルの直列接続体に
逆接続されたダイオードと、半導体スイッチング素子を
介して励磁コイルに電圧を印加する直流電源と、該直流
電源の正極に順方向に接続された第１の逆流防止用ダイ
オードを介して通電される第１、＠第１＠の励磁コイル
と、同じく接続された第２、第３、・・・の逆流防止用
ダイオードを介してそれぞれ通電される第２、＠第２＠
の励磁コイル、第３、＠第３＠の励磁コイル、・・・と
よりなる通電制御回路と、所定の周波数のｎ相全波のス
テッピング電気信号発生装置と、該ステッピング電気信
号により、それぞれ対応する第１、第２、第３、・・・
の相の励磁コイルに接続された半導体スイッチング素子
を付勢導通せしめてステッピングのトルクを発生する電
気回路とより構成されたことを特徴とするリラクタンス
型ステッピング電動機。
（２）ｎ相（ｎ＝３、４、５、・・・）片波リラクタン
ス型ステッピング電動機において、ｎ相の磁極に装着さ
れたｎ相の励磁コイルと、第１、第２、第３、・・・の
相の励磁コイルのそれぞれを第１、第２、第３、・・・
の励磁コイルと呼称したときに、各励磁コイルの両端に
接続された半導体スイッチング素子と、各半導体スイッ
チング素子と対応する励磁コイルの直列接続体に逆接続
されたダイオードと、半導体スイッチング素子を介して
励磁コイルに電圧を印加する直流電源と、該直流電源の
正極に順方向に接続された第１の逆流防止用ダイオード
を介して通電される第１の励磁コイルと、同じく接続さ
れた第２、第３、・・・の逆流防止用ダイオードを介し
てそれぞれ通電される第２、第３、・・・の励磁コイル
と、各逆流防止用ダイオードの出力側と直流電源負極側
との間に接続された小容量の第１、第２、第３、・・・
のコンデンサとよりなる通電制御回路と、所定の周波数
のｎ相片波のステッピング電気信号発生装置と、該ステ
ッピング電気信号により、それぞれ対応する第１、第２
、第３、・・・の励磁コイルに接続された半導体スイッ
チング素子を付勢導通せしめてステッピングのトルクを
発生する電気回路とにより構成されたことを特徴とする
リラクタンス型ステッピング電動機。
（３）第（１）項若しくは第（２）項のいづれかの特許
請求の範囲において、所要のステップ数を記憶する記憶
回路と、第１の計数回路に前記したステップ数を置数し
、第２の計数回路に該ステップ数の１／２を置数する電
気回路と、ステッピング電動機の起動とともに、ステッ
プ数により第１、第２の計数回路の減算を開始し、又Ｒ
ＯＭに記憶されたデジタルメモリを読み出し、第２の計
数回路の零カウントの出力信号によりＲＯＭのデジタル
メモリの読み出しを逆行する電気回路と、ＲＯＭの読み
出し信号をアナログ信号に転換し、該アナログ信号に比
例する発振パルスの周波数が得られる発振回路と、該発
振回路の出力発振パルスの周波数の入力によりｎ相全波
若しくは片波のステッピング電気信号が出力されるパル
ス分配器と、リラクタンス型ステッピング電動機の駆動
開始指令電気信号により、パルス分配器の出力ステッピ
ング電気信号の該電動機の通電制御回路に対する入力を
開始し、第１の計数回路の計数値が零カウントになった
ときに、発振回路の発振パルスのパルス分配器に対する
入力を断つ電気回路とにより構成されたステッピング電
気信号発生装置を特徴とするリラクタンス型ステッピン
グ電動機。