JPH08251992A - ステッピングモータ駆動装置 - Google Patents

ステッピングモータ駆動装置

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JPH08251992A
JPH08251992A JP7055919A JP5591995A JPH08251992A JP H08251992 A JPH08251992 A JP H08251992A JP 7055919 A JP7055919 A JP 7055919A JP 5591995 A JP5591995 A JP 5591995A JP H08251992 A JPH08251992 A JP H08251992A
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JP
Japan
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stepping motor
excitation
stm
current
switching
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JP7055919A
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Hiroshi Wakuta
宏 涌田
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/36Protection against faults, e.g. against overheating or step-out; Indicating faults

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステッピングモータを脱調することなく高速
で回転させる。 【構成】 CPU2からSTMドライバ3に対してST
M1の励磁パターンを決定するための制御信号が印加さ
れ、STMドライバ3はこの励磁パターンに応じた駆動
電流をSTM1に印加することによりSTM1を回転さ
せる。STM1の励磁コイルに流れる電流iが電流検出
回路4により電圧に変換され、CPU2にフィードバッ
クされる。CPU2は例えば振動防止を重視する場合に
は通電電流iが所定値以上になった時にSTM1の励磁
を切り換え、また、大きなトルクを得ることを重視する
場合には通電電流iが例えばピーク値になった時にST
M1の励磁を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータ駆
動装置に関し、特に光学的記録再生装置における光ピッ
クアップをステッピングモータによりディスクの半径方
向に高速でシークさせる場合に好適なステッピングモー
タ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、例えば図2に示すような励磁相
A、(/A)、B、(/B)を有するステッピングモー
タを2相励磁方式で回転させる場合には、図2(a)
(b)に示すように励磁相を切り換えることにより行
う。従来、このようなステッピングモータを高速で回転
させる場合には、図2(a)(b)に示すような励磁相
の切り換えを、ステッピングモータが脱調する周波数に
対して十分低い周波数で行うことにより脱調しないよう
にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
駆動方法では、ロータ位置に関係なく、ステッピングモ
ータが脱調する周波数に対して十分低い周波数で励磁相
の切り換えを行うので、高速で回転させることができな
いという問題点がある。例えば光学的記録再生装置にお
ける光ピックアップをステッピングモータによりディス
クの半径方向に高速でシークさせることができないとい
う問題点がある。
【0004】本発明の第1の目的は、ステッピングモー
タを脱調することなく高速で回転させることができるス
テッピングモータ駆動装置を提供することにある。
【0005】本発明の第2の目的は、ステッピングモー
タを脱調することなく高速で回転させることができると
共に振動を防止することができるステッピングモータ駆
動装置を提供することにある。
【0006】本発明の第3の目的は、ステッピングモー
タの通電電流がピーク値になった時にステッピングモー
タの励磁を切り換えることによって、ステッピングモー
タを脱調することなく高速で回転させることができると
共に大きなトルクを得ることができるステッピングモー
タ駆動装置を提供することにある。
【0007】本発明の第4の目的は、ステッピングモー
タが脱調することなく光ピックアップを高速でシークさ
せることができるステッピングモータ駆動装置を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記第1の目的は、ステ
ッピングモータの通電電流を検出する検出手段と、前記
検出手段により検出された通電電流の変化に基づいて前
記ステッピングモータの励磁を切り換える制御手段とを
備えた第1の手段により達成される。
【0009】前記第2の目的は、第1の手段において、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された通電電
流が所定値以上になった時に前記ステッピングモータの
励磁を切り換える第2の手段により達成される。
【0010】前記第3の目的は、第1の手段において、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された通電電
流がピーク値になった時に前記ステッピングモータの励
磁を切り換える第3の手段により達成される。
【0011】前記第4の目的は、第1ないし3の手段の
いずれかにおいて、前記ステッピングモータは、光ピッ
クアップをディスクの半径方向にシークさせる第4の手
段により達成される。
【0012】
【作用】前記第1の手段では、ステッピングモータの通
電電流の変化に基づいてステッピングモータの励磁を切
り換えるので、ロータ位置に応じて変化する逆起電圧に
応じた通電電流の変化に基づいて励磁が切り換えられ
る。したがって、ステッピングモータを脱調することな
く高速で回転させることができる。
【0013】前記第2の手段では、ステッピングモータ
の通電電流が所定値以上になった時にステッピングモー
タの励磁を切り換えることにより、ステッピングモータ
を脱調することなく高速で回転させることができると共
に振動を防止することができる。
【0014】前記第3の手段では、ステッピングモータ
の通電電流がピーク値になった時にステッピングモータ
の励磁を切り換えることにより、ステッピングモータを
脱調することなく高速で回転させることができると共に
大きなトルクを得ることができる。
【0015】前記第4の手段では、ステッピングモータ
が光ピックアップをディスクの半径方向にシークさせる
ことにより、ステッピングモータが脱調することなく光
ピックアップを高速でシークさせることができる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明に係るステッピングモータ駆動装置
の一実施例を示すブロック図、図2(a),(b)は図1のス
テッピングモータの一例を示す構成図、図3は図2のス
テッピングモータの励磁相切り換えパターン例を示す説
明図、図4は図2のステッピングモータの通電電流と発
生トルクの関係を示す説明図、図5は図1のステッピン
グモータ駆動装置を光学的記録再生装置の光ピックアッ
プに適用してシーク動作を行う場合の処理を説明するた
めのフローチャートである。
【0017】先ず、図1に示すステッピングモータ(S
TM)1は一例として図2(a),(b)に示すような±A相
と±B相を有する2相である。このようなSTM1を回
転させる方法としては、駆動方式による分類としてはユ
ニポーラ駆動とバイポーラ駆動の2種類があり、また、
励磁電流の制御方式による分類としては定電圧駆動、2
電圧駆動、定電流駆動の種類がある。
【0018】また、励磁パターンとしては、1−2相励
磁、2相励磁、1相励磁などの種類がある。STM1と
して1回転が5電気回転に相当し、基本ステップ角が18
°のものを用い、1−2相励磁方式によりロータが1回
転する場合の±A相と±B相の励磁方向(電流Iの方
向)は図3に示すように、 +A−B +A +A+B +B −A+B −A −A−B −B の8通りであり、〜の順で励磁パターンを切り換え
ることによりロータが1回転する。また、2相励磁方式
では、、、の4パターンで1回転し、1相励磁
方式では、、、の4パターンで1回転する。
【0019】このようなSTM1を駆動する場合、図1
に示すようにCPU2からSTMドライバ3に対して上
記〜の8種類のパターン又は4種類のパターンを決
定するための4ビットの制御信号が印加され、STMド
ライバ3はこの4ビットの制御信号に基づいて8種類又
は4種類の駆動電流IをSTM1に印加することにより
STM1を回転させる。そして、この実施例では、ST
M1の現在励磁されているコイルに流れる電流(STM
通電電流i)が電流検出回路4により電圧に変換され、
CPU2にフィードバックされている。
【0020】ここで、STM1のステータコイルの逆起
電圧はフレミングの右手の法則により、次式 逆起電圧=磁束密度×導体厚さ×移動速度 で表されるので、STM1の回転速度により変化する。
また、相の検出レベルも固定ではなく、速度に比例して
変化する。
【0021】ここで、図4に示すように定電圧駆動方
式、2相励磁方式により+A+Bから−A+Bにパ
ターンを切り換える場合、ロータ位置「1」で+A+
Bの励磁が開始され、ロータ位置「2」を通過してロー
タ位置「3」で−A+Bの励磁が開始される。この場
合、ロータ位置「1」、「3」〜では逆起電圧が最小、
STM通電電流iが最大となり、ロータ位置「0」、
「2」、「4」〜では逆起電圧が最大、STM電流iが
最小となる。すなわち、定電圧駆動方式、2相励磁方式
では、STM通電電流iの最大値と最小値の間の時間
は、予想励磁間隔Tstepの1/2となる。したがって、
STM通電電流iを検出することによりロータの現在の
位置をモニタすることができる。
【0022】また、このような励磁方式で駆動されるS
TM1に発生するトルクは、ロータ位置「1」、「3」
〜で急峻に最小になり、ロータ位置「0」、「2」、
「4」〜で最大になる。したがって、定電圧駆動方式、
2相励磁方式の場合には、このトルクの最大値と最小値
の間の時間も同様に予想励磁間隔Tstepの1/2となる
が、最大値と最小値はSTM電流iのそれとは逆にな
る。
【0023】ここで、一般に、負荷をSTM1により駆
動する場合、目的に応じて励磁切り換えタイミングをず
らすことが行われる。例えば振動防止を重視して使用す
る場合には図4に示すSTM通電電流iのピーク時より
やや前で切り換え、また、大きなトルクを得ること重視
して使用する場合にはSTM通電電流iのピーク時又は
ピーク時よりやや後で切り換えることが行われる。もち
ろん、従来の方法では、いずれの場合にもステッピング
モータが脱調する周波数に対して十分低い周波数で切り
替えが行われる。
【0024】図4は光学的記録再生装置の光ピックアッ
プに適用してシーク動作を行う場合に振動防止を重視し
た切り換えタイミング動作を示している。先ず、STM
1を駆動する前の処理として初期励磁相を励磁し、ST
M1の通電電流iを測定し、また、基準シークテーブル
をセットする(ステップS1)。次いで基準シークテー
ブルが終了しない場合には、次の励磁相を励磁し、予想
相切り替え時間(上記Tstep)をセットし、また、通電
電流iの最低値である基準電流とトルクリップル分によ
り発生する電流変化に応じた閾値の差である相検出レベ
ルをロードする(ステップS2→S3)。
【0025】次いで、予想相切り替え時間Tstepの1/
2の時間だけウエイトし(ステップS4)、次いでST
M1の通電電流iを測定してロータ位置「0」、
「2」、「4」における基準電流iと比較する(ステッ
プS5)。そして、ステップS6においてSTM1の通
電電流iが基準電流より大きい場合にはステップS2に
戻り、次の励磁パターンに切り換える処理等を実行す
る。。他方、STM1の通電電流がi基準電流より大き
くない場合には、相励磁より予想相切り替え時間Tstep
の1.4倍の時間だけ経過していないときにはステップS
5に戻って再度STM1の通電電流iを測定して基準電
流と比較し、他方、上記時間が経過するとステップS2
に戻る。
【0026】したがって、図4に示す例では、2相励磁
方式においてSTM1の通電電流が最低値を超えた場合
に励磁相を切り換えるので、STM1を脱調することな
く高速で回転させることができると共に振動を防止する
ことができる。また、トルクを重視する場合には、ST
M1の通電電流iが図4に示す閾値を超えた時、ピーク
時又はピーク時よりやや後で切り換えることにより、S
TM1を脱調することなく高速で回転させることができ
ると共に大きなトルクを得ることができる。
【0027】なお、本発明は、定電圧方式、2相励磁方
式に限定されず、他の励磁方式にも適用することがで
き、また、励磁相の数が異なるステッピングモータにも
適用することができる。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ロータ位
置に応じて変化する逆起電圧に応じた通電電流の変化に
基づいて励磁が切り換えられ、したがって、ステッピン
グモータを脱調することなく高速で回転させることがで
きる。
【0029】請求項2記載の発明によれば、ステッピン
グモータの通電電流が所定値以上になった時にステッピ
ングモータの励磁を切り換えることにより、ステッピン
グモータを脱調することなく高速で回転させることがで
きると共に振動を防止することができる。
【0030】請求項3記載の発明によれば、ステッピン
グモータの通電電流がピーク値になった時にステッピン
グモータの励磁を切り換えることにより、ステッピング
モータを脱調することなく高速で回転させることができ
ると共に大きなトルクを得ることができる。
【0031】請求項4記載の発明によれば、ステッピン
グモータが光ピックアップをディスクの半径方向にシー
クさせることにより、ステッピングモータが脱調するこ
となく光ピックアップを高速でシークさせることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステッピングモータ駆動装置の一
実施例を示すブロック図である。
【図2】(a),(b)はステッピングモータの一例を示す
構成図である。
【図3】図2のステッピングモータの励磁相切り換えパ
ターン例を示す説明図である。
【図4】図2のステッピングモータの通電電流と発生ト
ルクの関係を示す説明図である。
【図5】図1のステッピングモータ駆動装置を光学的記
録再生装置の光ピックアップに適用してシーク動作を行
う場合の処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 ステッピングモータ(STM) 2 CPU 3 STMドライバ 4 電流検出回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピングモータの通電電流を検出す
    る検出手段と、 前記検出手段により検出された通電電流の変化に基づい
    て前記ステッピングモータの励磁を切り換える制御手段
    とを備えたことを特徴とするステッピングモータ駆動装
    置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記検出手段により検
    出された通電電流が所定値以上になった時に前記ステッ
    ピングモータの励磁を切り換えることを特徴とする請求
    項1記載のステッピングモータ駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記検出手段により検
    出された通電電流がピーク値になった時に前記ステッピ
    ングモータの励磁を切り換えることを特徴とする請求項
    1記載のステッピングモータ駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記ステッピングモータは、光ピックア
    ップをディスクの半径方向にシークさせることを特徴と
    する請求項1ないし3のいずれかに記載のステッピング
    モータ駆動装置。
JP7055919A 1995-03-15 1995-03-15 ステッピングモータ駆動装置 Pending JPH08251992A (ja)

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TW085102186A TW461173B (en) 1995-03-15 1996-02-26 Stepping motor driver
US08/611,158 US5739661A (en) 1995-03-15 1996-03-05 Stepping motor driver

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Effective date: 20010731