JPS60197193A - ステツプモ−タの駆動制御方式 - Google Patents
ステツプモ−タの駆動制御方式Info
- Publication number
- JPS60197193A JPS60197193A JP5084584A JP5084584A JPS60197193A JP S60197193 A JPS60197193 A JP S60197193A JP 5084584 A JP5084584 A JP 5084584A JP 5084584 A JP5084584 A JP 5084584A JP S60197193 A JPS60197193 A JP S60197193A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- step motor
- phase
- frequency
- stator winding
- starting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/04—Arrangements for starting
- H02P8/08—Determining position before starting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は開ループ制御を行なうステップモータの駆動制
御方式に関する。
御方式に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般にステップモータには自起動周波数というものがあ
り、ある周波数以下ではいきなりその周波数の駆動パル
スを印加してもミスステップすることなくステップモー
タを駆動することができる。
り、ある周波数以下ではいきなりその周波数の駆動パル
スを印加してもミスステップすることなくステップモー
タを駆動することができる。
また、停止する場合も同様にある周波数以下であれば、
駆動パルスをいきなり停止してもミスステップなく停止
することができる。
駆動パルスをいきなり停止してもミスステップなく停止
することができる。
そこで、従来よりステップモータを駆動制御する場合は
１通常、自起動周波数以下の安全な範・囲の周波数から
の起動、停止を行なっていた。
１通常、自起動周波数以下の安全な範・囲の周波数から
の起動、停止を行なっていた。
ところが、実際にはこの安全な筈の周波数範囲で起動を
行なっても、ときどき脱調やミスステップを起こす問題
点が発生していた。
行なっても、ときどき脱調やミスステップを起こす問題
点が発生していた。
［発明の目的］
本発明は上記問題点を解消し、ステップモータを開ルー
プ制御する際、脱調やミスステップがなく、正しく起動
することができるステップモータの駆動制御方式を提供
することを目的とする。
プ制御する際、脱調やミスステップがなく、正しく起動
することができるステップモータの駆動制御方式を提供
することを目的とする。
［発明の概要］
このため１本発明はステップモー多を起動する前に一定
時間だけ位相角を固定したまま、ステップモータの固定
子巻線を励磁することにより、ステップモータの回転子
をその位相角に対応した安定位置に引き込むとともに固
定子巻線の励磁状態を平衡させ、常に同じ安定した初期
位置からステッブモータの起動を始めるようにしたこと
を特徴としている。
時間だけ位相角を固定したまま、ステップモータの固定
子巻線を励磁することにより、ステップモータの回転子
をその位相角に対応した安定位置に引き込むとともに固
定子巻線の励磁状態を平衡させ、常に同じ安定した初期
位置からステッブモータの起動を始めるようにしたこと
を特徴としている。
［発明の実施例］
ところで、前記ステ・ツブモータ起動時における税調や
ミスステップのＭ因を調べたところ、その原因はステッ
プモータの駆動は開ループ制御により行なっているため
、停止時の回転子と固定子との位Ｉｌｌ係が一定となら
ず、従って、その後の起動時の電気的１機械的な過渡応
答の初期条件が一定とならないためと判った。即ち、ス
テップモータを停止させる場合、駆動パルスをある周波
数からいきなり零に落して停止させている。このとき。
ミスステップのＭ因を調べたところ、その原因はステッ
プモータの駆動は開ループ制御により行なっているため
、停止時の回転子と固定子との位Ｉｌｌ係が一定となら
ず、従って、その後の起動時の電気的１機械的な過渡応
答の初期条件が一定とならないためと判った。即ち、ス
テップモータを停止させる場合、駆動パルスをある周波
数からいきなり零に落して停止させている。このとき。
回転子と固定子の位置関係はそのときどきでばらつくこ
ととなる。一方、ステップモータの起動時における電気
的１機械的過渡応答は回転子を固定子の位置関係に依存
する上、その過渡応答は振動的である。このため、ステ
ップモー゛夕起動時の回転子と固定子の位置関係によっ
ては起動中に複雑な共振あるいは不安定現象を引き起こ
すため脱調やミスステップの生じることが判った。
ととなる。一方、ステップモータの起動時における電気
的１機械的過渡応答は回転子を固定子の位置関係に依存
する上、その過渡応答は振動的である。このため、ステ
ップモー゛夕起動時の回転子と固定子の位置関係によっ
ては起動中に複雑な共振あるいは不安定現象を引き起こ
すため脱調やミスステップの生じることが判った。
そとで１本発明では、上記のようなステップモータ起動
時における税調やミスステップの原因解析結果に基づき
、ステップモータを起動する前に一定時間位相角を固定
したまま固定子巻線を励磁することにより、回転ｔをそ
の位置角に引き詰むとともに固定子電線の励磁状態を平
衡させ、ステップモータを常に安定した初期条件に置く
ことを試みた。このようにしてステップモータを自起動
周波数から起動したところ、従来のような脱調やミスス
テップ現象が一切発生しなくなり、良好な結果が得られ
た。
時における税調やミスステップの原因解析結果に基づき
、ステップモータを起動する前に一定時間位相角を固定
したまま固定子巻線を励磁することにより、回転ｔをそ
の位置角に引き詰むとともに固定子電線の励磁状態を平
衡させ、ステップモータを常に安定した初期条件に置く
ことを試みた。このようにしてステップモータを自起動
周波数から起動したところ、従来のような脱調やミスス
テップ現象が一切発生しなくなり、良好な結果が得られ
た。
以下、本発明の具体的実施例を図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例に係るス゛テップモータ駆動
制御方式の構成図を示したもので、１は発振器、２は分
局器、３は周波数パターン発生器、４はレイトマルチプ
ライヤ、５は位相カウンタ、６はパルス幅変調部、７は
インバータ部、８はステップモータ、９は移動距離カウ
ンタ、１０は起動停止回路、１１はオンディレィ回路で
ある。
制御方式の構成図を示したもので、１は発振器、２は分
局器、３は周波数パターン発生器、４はレイトマルチプ
ライヤ、５は位相カウンタ、６はパルス幅変調部、７は
インバータ部、８はステップモータ、９は移動距離カウ
ンタ、１０は起動停止回路、１１はオンディレィ回路で
ある。
発振器ｌは基準周波数ａを分周器２およびレイトマルチ
プライヤ４に出力する０分局器２は基準周波数ａを分周
し、タイムカウントクロック信号すを周波数パターン発
生器３に出力する。周波数パターン発生器３は、タイム
カウントクロック信号すを入力してカウントし、第２図
に示すように、そのカウント値を時間軸設定値として、
この時間軸設定値に対応した周波数設定値Ｃをレイトマ
ルチプライヤ４に出力する。レイトマルチプライヤ４は
基準周波数ａと周波数設定値とを入力し、基準周波数ａ
の周波数設定値Ｃ倍に対応した周波数のクロック信号を
位相クロック信号ｄとして位相カウンタ５に出力する。
プライヤ４に出力する０分局器２は基準周波数ａを分周
し、タイムカウントクロック信号すを周波数パターン発
生器３に出力する。周波数パターン発生器３は、タイム
カウントクロック信号すを入力してカウントし、第２図
に示すように、そのカウント値を時間軸設定値として、
この時間軸設定値に対応した周波数設定値Ｃをレイトマ
ルチプライヤ４に出力する。レイトマルチプライヤ４は
基準周波数ａと周波数設定値とを入力し、基準周波数ａ
の周波数設定値Ｃ倍に対応した周波数のクロック信号を
位相クロック信号ｄとして位相カウンタ５に出力する。
位相カウンタ５は位相クロック信号ｄを入力してこれを
カウントし、カウント値を位相角信号ｆとして、パルス
幅変調部６に出力する。この際、ステップモータ８が三
相励磁運転されているならば、位相カウンタ６は位相角
信号ｆとして３種の信号を出力する。即ち、今、位相カ
ウントが正弦波の位相角θに対応しているならば、位相
角信号ｆとしては、θ、θ−２／３π、θ−４／３πと
２／３πずつ位相の遅れた３種の信号が出力される。パ
ルス幅変調部６は上記の位相角信号ｆを入力し５位相角
信号ｆの位相でのそれぞれの正弦波の波高値に対応する
パルス幅のパルス信号ｇをインバータ部７に出力する。
カウントし、カウント値を位相角信号ｆとして、パルス
幅変調部６に出力する。この際、ステップモータ８が三
相励磁運転されているならば、位相カウンタ６は位相角
信号ｆとして３種の信号を出力する。即ち、今、位相カ
ウントが正弦波の位相角θに対応しているならば、位相
角信号ｆとしては、θ、θ−２／３π、θ−４／３πと
２／３πずつ位相の遅れた３種の信号が出力される。パ
ルス幅変調部６は上記の位相角信号ｆを入力し５位相角
信号ｆの位相でのそれぞれの正弦波の波高値に対応する
パルス幅のパルス信号ｇをインバータ部７に出力する。
インバータ部７はこのパルス信号ｇを入力し、平均電流
が正弦波となる三相電流を出力型 ＼流りとしてステッ
プモータに供給する。この出力電流りはその周波数が周
波数パターン発生器３の出力である周波数設定値Ｃによ
り指定され′た値となり、また出力電流りの電圧はパル
ス幅変調部６にて電圧と周波数の比が常に一定となるよ
う制御されている。ステップモータ８は上記の出力電流
りを入力し、この出力電流りの周波数に同期した回転数
で回転する。移動距離カウンタ９には移動距離設定値ｉ
が外部よりカウント値としてセットされ。
が正弦波となる三相電流を出力型 ＼流りとしてステッ
プモータに供給する。この出力電流りはその周波数が周
波数パターン発生器３の出力である周波数設定値Ｃによ
り指定され′た値となり、また出力電流りの電圧はパル
ス幅変調部６にて電圧と周波数の比が常に一定となるよ
う制御されている。ステップモータ８は上記の出力電流
りを入力し、この出力電流りの周波数に同期した回転数
で回転する。移動距離カウンタ９には移動距離設定値ｉ
が外部よりカウント値としてセットされ。
位相カウンタ５の位相だけ進む毎に発生するダウンカウ
ントクロックｅにより１カウントずつダウンカウントさ
れる。このダウンカウントにより移動距離カウンタ９の
カウント値が零になった時点で起動停止回路１０に停止
信号ｊが出力される。起動停止回路ｌＯは外部メモリよ
り起動指令ｋを入力して起動信号ａをパルス幅変調部６
およびオンディレィ回路１１に出力する。オンディレィ
回路１１は起動信号Ωの入力により遅延時間Ｔｄ後９周
波数パターン発生信号ｍを周波数パターン発生器３に出
力する。
ントクロックｅにより１カウントずつダウンカウントさ
れる。このダウンカウントにより移動距離カウンタ９の
カウント値が零になった時点で起動停止回路１０に停止
信号ｊが出力される。起動停止回路ｌＯは外部メモリよ
り起動指令ｋを入力して起動信号ａをパルス幅変調部６
およびオンディレィ回路１１に出力する。オンディレィ
回路１１は起動信号Ωの入力により遅延時間Ｔｄ後９周
波数パターン発生信号ｍを周波数パターン発生器３に出
力する。
今、起動停止回路１０に起動指令ｋを加える以前の状態
では、周波数パターン発生器３からの出力Ｃが無いため
、レイトマルチプライヤ４は位相クロック信号ｄを発生
せず、位相カウンタ５からは一定の位相信号ｆが出力さ
れている。しかし、パルス幅変調部６には起動信号Ωが
入力されないため、ステップモータ８にはインバータ部
７からの出力電流りの供給はない。
では、周波数パターン発生器３からの出力Ｃが無いため
、レイトマルチプライヤ４は位相クロック信号ｄを発生
せず、位相カウンタ５からは一定の位相信号ｆが出力さ
れている。しかし、パルス幅変調部６には起動信号Ωが
入力されないため、ステップモータ８にはインバータ部
７からの出力電流りの供給はない。
この状態で、移動距離カウンタ９に移動距離設定値ｉを
セットしたのち、第２図に示すタイミングで、起動停止
回路１０に起動指令ｋを加えると、起動停止回路１０は
起動信号ρをパルス幅変調部６とオンディレィ回路１１
に出力する。オンディレィ回路１１はこの起動信号ρの
入力から遅延時間Ｔｄ後に周波数パターン発生信号腸を
出力する。従って。
セットしたのち、第２図に示すタイミングで、起動停止
回路１０に起動指令ｋを加えると、起動停止回路１０は
起動信号ρをパルス幅変調部６とオンディレィ回路１１
に出力する。オンディレィ回路１１はこの起動信号ρの
入力から遅延時間Ｔｄ後に周波数パターン発生信号腸を
出力する。従って。
それまで周波数パターン発生器３は出力しない。
この結果１位相カウンタ５から出力される位相角信号ｆ
は一定値を保つ。一方、パルス幅変調部６には起動信号
ａが加わる結果、ステップモータ８の固定子巻線は位相
カウンタ５の位相に応じた出力電流りで励磁される。
は一定値を保つ。一方、パルス幅変調部６には起動信号
ａが加わる結果、ステップモータ８の固定子巻線は位相
カウンタ５の位相に応じた出力電流りで励磁される。
ここで、オンディレィ回路１１の遅延時間Ｔｄとしては
ステップモータ８の回転子が安定位置に引き込まれ、ま
た、固定子巻線の励磁により発生する磁束が平衡するに
充分な短期間で良い。
ステップモータ８の回転子が安定位置に引き込まれ、ま
た、固定子巻線の励磁により発生する磁束が平衡するに
充分な短期間で良い。
次に、遅延時間Ｔｄの後、オンディレィ回路１１から周
波数パターン発生信号間が出力する。これにより１周波
数パターン発生器３は分周器２より入力するタイムクロ
ック信号すに応じて自起動周波数ｆｉから最高周波数ｆ
ｍａｘまで徐々に変化する周波数設定値信号Ｃをレイト
マルチプライヤ４に出力する。
波数パターン発生信号間が出力する。これにより１周波
数パターン発生器３は分周器２より入力するタイムクロ
ック信号すに応じて自起動周波数ｆｉから最高周波数ｆ
ｍａｘまで徐々に変化する周波数設定値信号Ｃをレイト
マルチプライヤ４に出力する。
この結果、レイトマルチプライヤ４は出力を開始し、位
相カウンタ５の位相は位相クロック信号ｄにより進み始
め、従って、ステップモータ８は回転を始める。
相カウンタ５の位相は位相クロック信号ｄにより進み始
め、従って、ステップモータ８は回転を始める。
一方、移動距離カウンタ９は位相カウンタ５の位相が単
位位相分進む毎に発生するダウンカウントクロックｅに
より設定値ｉをカウントダウンしていき零になったとき
、停止信号ｊを出力する。これにより、起動停止回路Ｉ
Ｏは起動信号党の出力を停止することにより、オンディ
レィ回路１１から周波数パターン発生器３の出力を零に
すると共に、パルス幅変調部６からのパルス信号ｇの出
力を禁止し。
位位相分進む毎に発生するダウンカウントクロックｅに
より設定値ｉをカウントダウンしていき零になったとき
、停止信号ｊを出力する。これにより、起動停止回路Ｉ
Ｏは起動信号党の出力を停止することにより、オンディ
レィ回路１１から周波数パターン発生器３の出力を零に
すると共に、パルス幅変調部６からのパルス信号ｇの出
力を禁止し。
ステップモータ８の駆動を停止する。
このように、起動指令ｋが与えられたとき、パルス幅変
調部６は直ちに動作させるが、周波数パターン発生器３
はオンディレィ回路１１を介して遅延時間Ｔｄ後動作さ
せることにより、ステップモータ８の固定子巻線を固定
位相で励磁し１回転子を安定位置に引き込み、かつ、固
定子巻線の励磁により発生する磁束を平衡させて最適な
初期状態からステップモータを起動させることが可能と
なる。
調部６は直ちに動作させるが、周波数パターン発生器３
はオンディレィ回路１１を介して遅延時間Ｔｄ後動作さ
せることにより、ステップモータ８の固定子巻線を固定
位相で励磁し１回転子を安定位置に引き込み、かつ、固
定子巻線の励磁により発生する磁束を平衡させて最適な
初期状態からステップモータを起動させることが可能と
なる。
この結果、税調やミスステップなく、開ループ制御によ
ってステップモータ８の移動量を常に移動距離カウンタ
９に設定した移動距離設定値ｉに一致させることができ
る。
ってステップモータ８の移動量を常に移動距離カウンタ
９に設定した移動距離設定値ｉに一致させることができ
る。
尚、上記実施例に示したステップモータ駆動回路は単な
る一例に過ぎず、本発明は任意の駆動回路に適用できる
ことは勿論であり、そのときの駆動回路はマイクロプロ
セッサを用いても構成し得ることは言う迄もない。
る一例に過ぎず、本発明は任意の駆動回路に適用できる
ことは勿論であり、そのときの駆動回路はマイクロプロ
セッサを用いても構成し得ることは言う迄もない。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、ステップモータを常に安
定した初期条件で起動を始めることが可能となり、開ル
ープ制御においても税調やミスステップなくステップモ
ータを精度良く駆動制御できるようになる。
定した初期条件で起動を始めることが可能となり、開ル
ープ制御においても税調やミスステップなくステップモ
ータを精度良く駆動制御できるようになる。
第１図は本発明の一実施例に係るステップモータ駆動制
御装置の構成図、第２図は第１図の主要信号のタイムチ
ャートである。 １・・・分振器、２・・・全周器、３・・・周波数パタ
ーン発生器、４・・・ レイトマルチプライヤ、５・・
・位相カウンタ、６・・・パルス幅変調部、７・・・イ
ンバータ部、８・・・ステップモータ、９・・・移動距
離カウンタ、ｌＯ・・・起動停止回路、１１・・・オン
ディレィ回路・ 第１図
御装置の構成図、第２図は第１図の主要信号のタイムチ
ャートである。 １・・・分振器、２・・・全周器、３・・・周波数パタ
ーン発生器、４・・・ レイトマルチプライヤ、５・・
・位相カウンタ、６・・・パルス幅変調部、７・・・イ
ンバータ部、８・・・ステップモータ、９・・・移動距
離カウンタ、ｌＯ・・・起動停止回路、１１・・・オン
ディレィ回路・ 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 開ループ制御によりステップモータを指令通りに駆動制
御す゛るステップモータの駆動制御方式において、ステ
ップモータを起動する前に一定時間。 位相角を固定したまま、ステップモータの固定子巻線を
励磁した後、起動を始めることを特徴とするステップモ
ータの駆動制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084584A JPS60197193A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | ステツプモ−タの駆動制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084584A JPS60197193A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | ステツプモ−タの駆動制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60197193A true JPS60197193A (ja) | 1985-10-05 |
Family
ID=12870062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5084584A Pending JPS60197193A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | ステツプモ−タの駆動制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60197193A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01243893A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-28 | Brother Ind Ltd | ステッピングモータの制御装置 |
| CN111342715A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-26 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种缝纫机及其开环步进电机的电角度修正方法及系统 |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP5084584A patent/JPS60197193A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01243893A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-28 | Brother Ind Ltd | ステッピングモータの制御装置 |
| CN111342715A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-26 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种缝纫机及其开环步进电机的电角度修正方法及系统 |
| CN111342715B (zh) * | 2020-03-16 | 2022-02-01 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种缝纫机及其开环步进电机的电角度修正方法及系统 |
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