JPH0697876B2 - ５相ステッピングモータのペンタゴンチョッパ駆動方法 - Google Patents
５相ステッピングモータのペンタゴンチョッパ駆動方法Info
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- JPH0697876B2 JPH0697876B2 JP3050529A JP5052991A JPH0697876B2 JP H0697876 B2 JPH0697876 B2 JP H0697876B2 JP 3050529 A JP3050529 A JP 3050529A JP 5052991 A JP5052991 A JP 5052991A JP H0697876 B2 JPH0697876 B2 JP H0697876B2
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- JP
- Japan
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- winding
- windings
- excitation
- exciting
- phase
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は５相ステッピングモータ
のペンタゴンチョッパ駆動方法に関するものである。
のペンタゴンチョッパ駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】５箇の励磁巻線（以下巻線と云う）が巻
かれたステータと、永久磁石極を備えたロータとよりな
る５相ステッピングモータの駆動方法として、従来ペン
タゴンチョッパ駆動方法が用いられている。この駆動方
法は図１に示すように５箇の巻線（１）と（２）の巻終
り相互を接続し、巻線（２）と（３）の「●」で示す巻
始め相互を接続し、巻線（３）と（４）の巻終り相互を
接続し、巻線（４）と（５）の巻始め相互を接続し、巻
線（５）の巻終りと巻線（１）の巻始め相互を接続し
て、巻線を（１）（２）（３）（４）（５）の順序で直
列ペンタゴン接続する。そしてこれらの巻線を１０箇の
トランジスタスイッチング素子Ｔr1〜Ｔr10 を用いて図
２に示す励磁シーケンスのもとに、各巻線に励磁ステッ
プ毎に図３（ａ）〜（ｊ）を１周期とする励磁電流をそ
れぞれ流して駆動を行うものである。即ちロータを図２
のＣＷ方向に廻すときには、第１に図１のようにエミッ
タが電源Ｖの正極性端子（＋）に接続されたスイッチン
グ素子Ｔr9，Ｔr7，Ｔr3のオン、コレクタが電源Ｖの負
極性端子（−）に接続されたスイッチング素子Ｔr2，Ｔ
r6のオンにより、図３（ａ）に示す「〇」点を（＋）電
位（励磁電流の流入点）として、「●」点を負電位（励
磁電流の流出点）として４箇の巻線（２）（３）（４）
（５）に図中矢印方向の電流を流す。次にスイッチング
素子Ｔr9，Ｔr3，Ｔr8，Ｔr6，Ｔr2をオンとして４箇の
巻線（１）（３）（４）（５）に図３（ｂ）の矢印方向
の電流を流す。次に巻線（１）（２）（４）（５）に図
３（ｃ）に示す矢印方向の電流、巻線（１）（２）
（３）（５）に図３（ｄ）の矢印方向の電流を流し、以
下図３（ｅ）→（ｑ）→…の順序で電流を流したのち最
後に図１のスイッチング素子Ｔr7，Ｔr3とＴr10 ，
Ｔr6, Ｔr2をオンとして、図３（ｊ）に示す矢印方向の
電流を４箇の巻線（１）（２）（３）（４）に流す励磁
順序をとって駆動するもので、電流流出入ポイントＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの電位関係をまとめると表１のようにな
る。
かれたステータと、永久磁石極を備えたロータとよりな
る５相ステッピングモータの駆動方法として、従来ペン
タゴンチョッパ駆動方法が用いられている。この駆動方
法は図１に示すように５箇の巻線（１）と（２）の巻終
り相互を接続し、巻線（２）と（３）の「●」で示す巻
始め相互を接続し、巻線（３）と（４）の巻終り相互を
接続し、巻線（４）と（５）の巻始め相互を接続し、巻
線（５）の巻終りと巻線（１）の巻始め相互を接続し
て、巻線を（１）（２）（３）（４）（５）の順序で直
列ペンタゴン接続する。そしてこれらの巻線を１０箇の
トランジスタスイッチング素子Ｔr1〜Ｔr10 を用いて図
２に示す励磁シーケンスのもとに、各巻線に励磁ステッ
プ毎に図３（ａ）〜（ｊ）を１周期とする励磁電流をそ
れぞれ流して駆動を行うものである。即ちロータを図２
のＣＷ方向に廻すときには、第１に図１のようにエミッ
タが電源Ｖの正極性端子（＋）に接続されたスイッチン
グ素子Ｔr9，Ｔr7，Ｔr3のオン、コレクタが電源Ｖの負
極性端子（−）に接続されたスイッチング素子Ｔr2，Ｔ
r6のオンにより、図３（ａ）に示す「〇」点を（＋）電
位（励磁電流の流入点）として、「●」点を負電位（励
磁電流の流出点）として４箇の巻線（２）（３）（４）
（５）に図中矢印方向の電流を流す。次にスイッチング
素子Ｔr9，Ｔr3，Ｔr8，Ｔr6，Ｔr2をオンとして４箇の
巻線（１）（３）（４）（５）に図３（ｂ）の矢印方向
の電流を流す。次に巻線（１）（２）（４）（５）に図
３（ｃ）に示す矢印方向の電流、巻線（１）（２）
（３）（５）に図３（ｄ）の矢印方向の電流を流し、以
下図３（ｅ）→（ｑ）→…の順序で電流を流したのち最
後に図１のスイッチング素子Ｔr7，Ｔr3とＴr10 ，
Ｔr6, Ｔr2をオンとして、図３（ｊ）に示す矢印方向の
電流を４箇の巻線（１）（２）（３）（４）に流す励磁
順序をとって駆動するもので、電流流出入ポイントＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの電位関係をまとめると表１のようにな
る。
【表１】 このペンタゴン駆動方式では常に５相のうち４相の巻線
に電流を流す４相励磁、即ち４−４φフルステップ励磁
であるため常に最大出力が発揮される。しかも図３中に
示すように各励磁ステップ毎に電流流入点（図中「〇」
点）または電流流出点（図中「●」点）が５相のうちの
異なる１相の両端に必ず位置することになる。従って例
えば図３（ａ）のように電流流入点が両端に作られた
「×」で示す巻線（１）においては、スイッチング素子
Ｔr7，Ｔr9のオンにより短絡された状態になるか、また
は図３（ｂ）のように電流の流出点が作られた場合に
は、巻線（２）の両端が短絡され、１周期において巻線
（１）（２）（３）（４）（５）の順序で短絡状態にな
る。このためこのとき巻線に生じた誘起電圧の短絡によ
り、ロータを制御する方向の電流を流して周知の発電制
動が行われる。従ってフィードバック制御を行うことな
しにすぐれたダンピングをロータにきかせて共振現象を
効果的に消し去るすぐれた利点がある。またこれに加え
て他の駆動方式例えばスタンダード駆動方式の場合制御
用トランジスタスイッチング素子が図４に示すように原
理的に20箇必要であるに対し、図１に示すように１／２
の１０箇ですむ回路構成上のすぐれた利点が得られる。
に電流を流す４相励磁、即ち４−４φフルステップ励磁
であるため常に最大出力が発揮される。しかも図３中に
示すように各励磁ステップ毎に電流流入点（図中「〇」
点）または電流流出点（図中「●」点）が５相のうちの
異なる１相の両端に必ず位置することになる。従って例
えば図３（ａ）のように電流流入点が両端に作られた
「×」で示す巻線（１）においては、スイッチング素子
Ｔr7，Ｔr9のオンにより短絡された状態になるか、また
は図３（ｂ）のように電流の流出点が作られた場合に
は、巻線（２）の両端が短絡され、１周期において巻線
（１）（２）（３）（４）（５）の順序で短絡状態にな
る。このためこのとき巻線に生じた誘起電圧の短絡によ
り、ロータを制御する方向の電流を流して周知の発電制
動が行われる。従ってフィードバック制御を行うことな
しにすぐれたダンピングをロータにきかせて共振現象を
効果的に消し去るすぐれた利点がある。またこれに加え
て他の駆動方式例えばスタンダード駆動方式の場合制御
用トランジスタスイッチング素子が図４に示すように原
理的に20箇必要であるに対し、図１に示すように１／２
の１０箇ですむ回路構成上のすぐれた利点が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしその反面前記し
たように電源の入出力ポイントが５箇所であるにもかか
わらず、必ず各励磁ステップ過程において異なる１相の
巻線の両端を同電位として短絡状態にすることから４−
４φ励磁に限定され、スタンダード方式のようにハーフ
励磁のための所謂４−５φ励磁を行うことができない不
利がある。またこのような駆動方法を採用した場合、例
えば図３中（ａ）に示すように２相分の電流を流すポイ
ント（図中Ａ，Ｂ，Ｅ) と１相分の電流しか流さないポ
イント（図中Ｃ，Ｄ）があり、しかも２相分または１相
分の電流を流すポイントは図３（ａ）〜（ｊ）に示すよ
うに励磁過程において次々と変化する。このため制御回
路の構成が複雑になると同時に大きい電源容量を必要と
するなど、他の駆動方式に比して経済的な不利がある。
これに加えて電流流出入ポイントにおける電位の変化を
励磁シーケンスに沿って見ると、制御用トランジスタス
イッチング素子は前記表１のようにＨ−Ｌ−Ｈ−Ｌの急
激な電位変化をオフタイムをもつことなく頻繁に繰返し
受けるため、トランジスタは過酷な条件で使用されるこ
とになる。従ってトランジスタの破損を回避するための
工夫が必要となり、上記電流の供給上の回路の複雑化と
併せて回路構成を著しく複雑にする。このため使用条件
によっては、他の駆動方式にまさることが明らかである
にもかかわらず、殆ど実用化されていないのが現状であ
る。本発明は４−５φ駆動できるペンタゴン駆動方法の
提供を目的としてなされたものである。
たように電源の入出力ポイントが５箇所であるにもかか
わらず、必ず各励磁ステップ過程において異なる１相の
巻線の両端を同電位として短絡状態にすることから４−
４φ励磁に限定され、スタンダード方式のようにハーフ
励磁のための所謂４−５φ励磁を行うことができない不
利がある。またこのような駆動方法を採用した場合、例
えば図３中（ａ）に示すように２相分の電流を流すポイ
ント（図中Ａ，Ｂ，Ｅ) と１相分の電流しか流さないポ
イント（図中Ｃ，Ｄ）があり、しかも２相分または１相
分の電流を流すポイントは図３（ａ）〜（ｊ）に示すよ
うに励磁過程において次々と変化する。このため制御回
路の構成が複雑になると同時に大きい電源容量を必要と
するなど、他の駆動方式に比して経済的な不利がある。
これに加えて電流流出入ポイントにおける電位の変化を
励磁シーケンスに沿って見ると、制御用トランジスタス
イッチング素子は前記表１のようにＨ−Ｌ−Ｈ−Ｌの急
激な電位変化をオフタイムをもつことなく頻繁に繰返し
受けるため、トランジスタは過酷な条件で使用されるこ
とになる。従ってトランジスタの破損を回避するための
工夫が必要となり、上記電流の供給上の回路の複雑化と
併せて回路構成を著しく複雑にする。このため使用条件
によっては、他の駆動方式にまさることが明らかである
にもかかわらず、殆ど実用化されていないのが現状であ
る。本発明は４−５φ駆動できるペンタゴン駆動方法の
提供を目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための本発明の手段】本発明は図５
（ａ）（ｂ）に示す４−４φ励磁方式における従来方式
と本発明の結線の対比図から明らかなように、従来のも
のが図５（ａ）のように巻線が（１）→（２）→（３）
→（４）→（５）の順序で接続され、かつ巻線（１）
（２）が巻終り同士（図「●」点でない点）、（２）
（３）が巻始め同士（図中「●」点）、（３）（４）が
巻終り同士、（４）（５）が巻始め同士、（５）（１）
が巻始め巻終り端がそれぞれ直列に接続されている。こ
れに対し本発明においては、図５（ｂ）のように巻線を
（２）→（４）→（１）→（３）→（５）または（１）
→（３）→（５）→（２）→（４）の順序で接続し、か
つ巻線（２）（４）が巻始めと巻終り、（４）（１）が
巻始め同士、（１）（３）が巻終りと巻始め、（３）
（５）が巻終りと巻始め、（５）（２）が巻終り同士相
互を接続して、励磁巻線（２）（４）（１）（３）
（５）の順序でペンタゴン接続すると共に、１相の励磁
巻線１つおきに短絡状態の非励磁相が発生し、かつ非励
磁相発生時にはこれをはさむ２つの相の直列巻線２組に
励磁電流が流れ、非励磁相無発生時には２つの直列巻線
と３つの相の直列励磁巻線に励磁電流を流れるように、
制御用トランジスタスイッチング素子をオンオフ制御し
て、電流流入点「〇」および電流流出点「●」を選定す
ることを特徴とするものである。
（ａ）（ｂ）に示す４−４φ励磁方式における従来方式
と本発明の結線の対比図から明らかなように、従来のも
のが図５（ａ）のように巻線が（１）→（２）→（３）
→（４）→（５）の順序で接続され、かつ巻線（１）
（２）が巻終り同士（図「●」点でない点）、（２）
（３）が巻始め同士（図中「●」点）、（３）（４）が
巻終り同士、（４）（５）が巻始め同士、（５）（１）
が巻始め巻終り端がそれぞれ直列に接続されている。こ
れに対し本発明においては、図５（ｂ）のように巻線を
（２）→（４）→（１）→（３）→（５）または（１）
→（３）→（５）→（２）→（４）の順序で接続し、か
つ巻線（２）（４）が巻始めと巻終り、（４）（１）が
巻始め同士、（１）（３）が巻終りと巻始め、（３）
（５）が巻終りと巻始め、（５）（２）が巻終り同士相
互を接続して、励磁巻線（２）（４）（１）（３）
（５）の順序でペンタゴン接続すると共に、１相の励磁
巻線１つおきに短絡状態の非励磁相が発生し、かつ非励
磁相発生時にはこれをはさむ２つの相の直列巻線２組に
励磁電流が流れ、非励磁相無発生時には２つの直列巻線
と３つの相の直列励磁巻線に励磁電流を流れるように、
制御用トランジスタスイッチング素子をオンオフ制御し
て、電流流入点「〇」および電流流出点「●」を選定す
ることを特徴とするものである。
【０００５】
【作用・効果】今電流が巻終りから巻始め方向に流れる
時を＋（プラス）、巻始めから巻終り方向に流れる電流
を−（マイナス）とし、トルクを発生させる巻線を
（１）（３）（５）（２）（４）で示すと、図６（ａ）
のように最初電流流入出点をポイントＣ，Ａ，Ｅに選定
すれば、（ａ）は（＋２）（＋３）（＋４）（＋５）と
なってトルクは加算的に働く。次に図６（ａ1 ）のよう
に電流流入点をポイントＣ，流出点をポイントＡに選定
することにより、巻線（５）（３）の直列回路と巻線
（２）（４）（１）の直列回路を形成して５相全部に所
要励磁極性の電流を流せば（ａ1 ）は（＋２）（＋３）
（＋４）（＋５）（−１）となってトルクは加算的に働
く。次に図６（ｂ）のように電流流入出点を図６（ｂ）
と同様に短絡相（２）以外の４相に電流を流せば、図６
（ｂ）は（＋３）（＋４）（＋５）（−１）となってト
ルクは加算的に働き、次に図６（ｂ1 ）のように電流の
流入出点をＤ，Ａに選定して巻線（２）（５）（３）の
直列回路と巻線線（４）（１）の直列回路を形成して５
相全部に電流を流せば（ｂ1 ）は (＋３）（＋４）（＋
５）（−１）（−２）となってトルクは加算的に働き、
以下図７（ｃ）からは、（ｃ）は (＋４）（＋５）（−
１）（−２）、（ｃ1 ）は (＋４）（＋５）（−１）
（−２） (−３）、（ｄ）は（＋５）（−１）（−２）
（−３）、（ｄ1 ）は（＋５）（−１）（−２）（−
３）（−４）、（ｅ）は (−１）（−２）（−３）（−
４）、（ｅ1 ）は (−１）（−２）（−３）（−４）
（−５）となり、５相の巻線を図５（ｂ）の通りとした
ことによりトルクを常に加算するそれぞれ所要極性の電
流を４φ→５φ→４φ→５φの順序で流すことができ
る。従って、４−５φ励磁を可能としてハーフ駆動を実
現できる。またこのときの電流流入出点の電位変化は表
２のようになり、４−４φ励磁と同様にＨレベルとＬレ
ベルの間に必ずオフタイムが存在することから、トラン
ジスタの保護回路を不要とするなど従来モータの効果を
得ながら４−５φ駆動バイポーラペンタゴンチョッパ駆
動方法を実現できる。
時を＋（プラス）、巻始めから巻終り方向に流れる電流
を−（マイナス）とし、トルクを発生させる巻線を
（１）（３）（５）（２）（４）で示すと、図６（ａ）
のように最初電流流入出点をポイントＣ，Ａ，Ｅに選定
すれば、（ａ）は（＋２）（＋３）（＋４）（＋５）と
なってトルクは加算的に働く。次に図６（ａ1 ）のよう
に電流流入点をポイントＣ，流出点をポイントＡに選定
することにより、巻線（５）（３）の直列回路と巻線
（２）（４）（１）の直列回路を形成して５相全部に所
要励磁極性の電流を流せば（ａ1 ）は（＋２）（＋３）
（＋４）（＋５）（−１）となってトルクは加算的に働
く。次に図６（ｂ）のように電流流入出点を図６（ｂ）
と同様に短絡相（２）以外の４相に電流を流せば、図６
（ｂ）は（＋３）（＋４）（＋５）（−１）となってト
ルクは加算的に働き、次に図６（ｂ1 ）のように電流の
流入出点をＤ，Ａに選定して巻線（２）（５）（３）の
直列回路と巻線線（４）（１）の直列回路を形成して５
相全部に電流を流せば（ｂ1 ）は (＋３）（＋４）（＋
５）（−１）（−２）となってトルクは加算的に働き、
以下図７（ｃ）からは、（ｃ）は (＋４）（＋５）（−
１）（−２）、（ｃ1 ）は (＋４）（＋５）（−１）
（−２） (−３）、（ｄ）は（＋５）（−１）（−２）
（−３）、（ｄ1 ）は（＋５）（−１）（−２）（−
３）（−４）、（ｅ）は (−１）（−２）（−３）（−
４）、（ｅ1 ）は (−１）（−２）（−３）（−４）
（−５）となり、５相の巻線を図５（ｂ）の通りとした
ことによりトルクを常に加算するそれぞれ所要極性の電
流を４φ→５φ→４φ→５φの順序で流すことができ
る。従って、４−５φ励磁を可能としてハーフ駆動を実
現できる。またこのときの電流流入出点の電位変化は表
２のようになり、４−４φ励磁と同様にＨレベルとＬレ
ベルの間に必ずオフタイムが存在することから、トラン
ジスタの保護回路を不要とするなど従来モータの効果を
得ながら４−５φ駆動バイポーラペンタゴンチョッパ駆
動方法を実現できる。
【表２】
【図１】従来方式の巻線接続図である。
【図２】従来方式の励磁シーケンス図である。
【図３】従来方式の各ステップ毎の励磁状態図である。
【図４】スタンダード方式のスイッチ回路図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は従来と本発明における巻線接続
の対比図である。
の対比図である。
【図６】本発明は４−５φ励磁における各ステップ毎の
励磁状態図である。
励磁状態図である。
（１） 巻線 （２） 巻線 （３） 巻線 （４） 巻線 （５） 巻線 Ｔr1〜Ｔr10 制御用トランジススイッチング素子 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ 電流流入または流出点。
Claims (1)
- 【請求項１】 励磁巻線（１）と（２）の巻終わり相互
を接続し、励磁巻線（２）と（３）の巻始め相互を接続
し、励磁巻線（３）と（４）の巻終り相互を接続し、励
磁巻線（４）と（５）の巻始め相互を接続し、励磁巻線
（５）の巻終りと励磁巻線（１）の巻始め相互を接続し
て、（１）（２）（３）（４）（５）の順序で直列接続
してペンタゴン接続とした励磁巻線をステータに設け、
各励磁ステップにおける励磁電流の流出点と流入点をス
イッチング素子のオンオフにより選定して、１相の励磁
巻線を（１）（２）（３）（４）（５）の順序で順次短
絡状態にしながら、他の４相の励磁巻線に回転に必要な
所要極性の励磁電流を流すようにした５相ステッピング
モータのペンタゴンチョッパ駆動方法において、前記励
磁巻線（２）の巻始めと励磁巻線（４）の巻終り相互を
接続し、励磁巻線（４）と（１）の巻始め相互を接続
し、励磁巻線（１）の巻終りと励磁巻線（３）の巻始め
相互を接続し、励磁巻線（３）の巻終りと励磁巻線
（５）の巻始め相互を接続し、励磁巻線（５）と（２）
の巻終り相互を接続して、励磁巻線を（２）（４）
（１）（３）（５）の順序でペンタゴン接続すると共
に、１相の励磁巻線１つおきに短絡状態の非励磁相が発
生し、かつ非励磁相発生時にはこれをはさむ２つの相の
直列巻線２組に励磁電流が流れ、非励磁相無発生時には
２つの直列巻線と３つの相の直列励磁巻線に励磁電流が
流れるように、各励磁ステップにおける励磁電流の流入
出点を選定して、４−５相励磁することを特徴とする５
相ステッピングモータのペンタゴンチョッパ駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3050529A JPH0697876B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | ５相ステッピングモータのペンタゴンチョッパ駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3050529A JPH0697876B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | ５相ステッピングモータのペンタゴンチョッパ駆動方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272285A Division JPS61231898A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | ５相ステツピングモ−タのペンタゴンチヨツパ駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217899A JPH04217899A (ja) | 1992-08-07 |
| JPH0697876B2 true JPH0697876B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=12861519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3050529A Expired - Lifetime JPH0697876B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | ５相ステッピングモータのペンタゴンチョッパ駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697876B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150655A (ja) * | 1984-12-22 | 1986-07-09 | Oriental Motor Kk | 多相ステッピングモータの駆動回路 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3050529A patent/JPH0697876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04217899A (ja) | 1992-08-07 |
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