JPS6055871A - 直流モ−タ−のステップ駆動方式 - Google Patents
直流モ−タ−のステップ駆動方式Info
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- JPS6055871A JPS6055871A JP58161630A JP16163083A JPS6055871A JP S6055871 A JPS6055871 A JP S6055871A JP 58161630 A JP58161630 A JP 58161630A JP 16163083 A JP16163083 A JP 16163083A JP S6055871 A JPS6055871 A JP S6055871A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- signal
- excitation
- reverse
- point
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/2855—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Direct Current 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】
く技術分野〉
本発明は、インクリメント型エンコーダーを用いて、直
流モーターをステッピングモーターの如く、エンコーダ
ーの分解能で設定される、１ステツプ毎の動１パ１を、
よシ簡単な構成で実現させる直流モーターのステップ駆
動方式に関するものである。
流モーターをステッピングモーターの如く、エンコーダ
ーの分解能で設定される、１ステツプ毎の動１パ１を、
よシ簡単な構成で実現させる直流モーターのステップ駆
動方式に関するものである。
〈従来技術〉
直流（ＤＣ）モーターは、ディジタルアクチュエーター
であるステッピングモーターに対し、アナログアクチュ
エーターであるだめ、本来固定的な停止位置を持たない
。これを、インクリメント型エンコーダーを用いて、送
りパルス人力毎（で、エンコーダーの分解能で設定され
る１ステップ分を駆動することが提案される。しかしな
がら、直流モーターは固定的な停止位置を持たず、振動
が多く生じ、安定した位置への停止に時間を要するとと
もに、１ステップ分の動作も不確実となる恐れがあった
。
であるステッピングモーターに対し、アナログアクチュ
エーターであるだめ、本来固定的な停止位置を持たない
。これを、インクリメント型エンコーダーを用いて、送
りパルス人力毎（で、エンコーダーの分解能で設定され
る１ステップ分を駆動することが提案される。しかしな
がら、直流モーターは固定的な停止位置を持たず、振動
が多く生じ、安定した位置への停止に時間を要するとと
もに、１ステップ分の動作も不確実となる恐れがあった
。
〈発明の目的〉
本発明は、直流モーターのステップ駆動において、確実
に、かつ迅速に、安定点に到達させることができる、駆
動方式を提供するものである。
に、かつ迅速に、安定点に到達させることができる、駆
動方式を提供するものである。
すなわち、インクリメント型エンコーダーにより直流モ
ーターの回転位置制御を行ない、停止すべき位置（安定
点）を囲む安定化領域１でモーターに励磁を与えて回転
させ、安定化領域に入ると同時に、モーターイナーシャ
を低減さぜ早期に安定点に到達させる目的で、逆励磁を
Ｊうえ、この逆励磁供給期間を、モーターの回転方向が
変化するまでとし、更に、逆励磁を解除すると同時に、
安定点に自動的に位置するように働らく、負帰還回路か
らなるロック回′路を動作させる。また、上記の逆励磁
力は安定化領域に入る際のスピードに応じて用度できる
ものとし、逆励磁力をスピードの関数としている。
ーターの回転位置制御を行ない、停止すべき位置（安定
点）を囲む安定化領域１でモーターに励磁を与えて回転
させ、安定化領域に入ると同時に、モーターイナーシャ
を低減さぜ早期に安定点に到達させる目的で、逆励磁を
Ｊうえ、この逆励磁供給期間を、モーターの回転方向が
変化するまでとし、更に、逆励磁を解除すると同時に、
安定点に自動的に位置するように働らく、負帰還回路か
らなるロック回′路を動作させる。また、上記の逆励磁
力は安定化領域に入る際のスピードに応じて用度できる
ものとし、逆励磁力をスピードの関数としている。
上記により、より振動を少なく、かつ甲く安定点に到達
するよう高速位置制御して、直流モーターをステップ駆
動する。
するよう高速位置制御して、直流モーターをステップ駆
動する。
〈実施例〉
以下図面に従って本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す回路例である。
論理回路Ｉは、送りパルス（Ｐ）、正／逆転指示信号（
ＤＩＲ）、矩形波状のエンコ・−ダーパルスＡ、Ｂ、更
に回転方向信号（へ＋）を入力して、Ｄ＋、Ｄ−、Ｌｏ
ｃｋの各信号を発生する。波形変換回路２はエンコーダ
ー３からのＡ相、Ｂ相信号を矩形波のエンコーダーパル
スＡ、Ｈに変換する。回転方向検出回路４はエンコーダ
ーパルスＡ、Ｂを入力して回転方向信号（Ｓ＋）を発生
するものである。
ＤＩＲ）、矩形波状のエンコ・−ダーパルスＡ、Ｂ、更
に回転方向信号（へ＋）を入力して、Ｄ＋、Ｄ−、Ｌｏ
ｃｋの各信号を発生する。波形変換回路２はエンコーダ
ー３からのＡ相、Ｂ相信号を矩形波のエンコーダーパル
スＡ、Ｈに変換する。回転方向検出回路４はエンコーダ
ーパルスＡ、Ｂを入力して回転方向信号（Ｓ＋）を発生
するものである。
増幅器５及び６〜８はロック時或いは回転時のループゲ
インを設定し、増幅器５にはエンコーダー３からのＡ相
信号を、寸た増幅器６には論理回路１からのＤ−＋信号
を、増幅器７にはサンプルホールド回路９の出力信号を
入力している。サンプルホールド回路９はＤ−信号が出
力されたとき、積分回路ｌＯの出力をサンプルホールド
するもので、積分回路１ｏはＤ子信号の出力期間中珀分
動作を行なう。後に詳しく説明するが、サンプルホール
ド回路９により、安定化領域に入る際のモータースピー
ドに対応した出力電圧が得られる。
インを設定し、増幅器５にはエンコーダー３からのＡ相
信号を、寸た増幅器６には論理回路１からのＤ−＋信号
を、増幅器７にはサンプルホールド回路９の出力信号を
入力している。サンプルホールド回路９はＤ−信号が出
力されたとき、積分回路ｌＯの出力をサンプルホールド
するもので、積分回路１ｏはＤ子信号の出力期間中珀分
動作を行なう。後に詳しく説明するが、サンプルホール
ド回路９により、安定化領域に入る際のモータースピー
ドに対応した出力電圧が得られる。
増幅器８は逆回転指示時に有効となり、モータードライ
バー１１に入る信号の極性を反転する。
バー１１に入る信号の極性を反転する。
なお、このモータードライバー１１は、電圧制御、或い
はＰ Ｗ Ｍコントロールにより構成され、該出力によ
り直流モーター１２が正転又は逆転駆動する０ 第２図はロック動作時のＡ相信号と矩形波のエンコーダ
ーパルスＡ、Ｂの関係を示す図で、図中、ａ 、 ＋）
、 Ｃが停止さぜるべき安定点で、例えば、現在ａ点
に停止している時、送りパルス（Ｉ））をｌパルス入力
し、次のｂ点に高速、かつ安定に到す 達させるものとする。なお、ａ点から）黒方向の回転は
正転であるとする。今、正／逆転指示信号（ＤＩＲ）を
１１１“とじ、送りパルス（Ｐ）を１パルス入力したと
する。（ＤＩＲ）＝”Ｉ”なので、トランジスタＴ ｒ
４はオン、トランジスタＴｒ５はオフとなり、正転ル
ープが形成される。
はＰ Ｗ Ｍコントロールにより構成され、該出力によ
り直流モーター１２が正転又は逆転駆動する０ 第２図はロック動作時のＡ相信号と矩形波のエンコーダ
ーパルスＡ、Ｂの関係を示す図で、図中、ａ 、 ＋）
、 Ｃが停止さぜるべき安定点で、例えば、現在ａ点
に停止している時、送りパルス（Ｉ））をｌパルス入力
し、次のｂ点に高速、かつ安定に到す 達させるものとする。なお、ａ点から）黒方向の回転は
正転であるとする。今、正／逆転指示信号（ＤＩＲ）を
１１１“とじ、送りパルス（Ｐ）を１パルス入力したと
する。（ＤＩＲ）＝”Ｉ”なので、トランジスタＴ ｒ
４はオン、トランジスタＴｒ５はオフとなり、正転ル
ープが形成される。
正転時のタイミングチャートを？ｒｒ；３図に示す。
送りパルス（Ｐ）の立上りと同時に、Ｄ＋を囁１“０、
とし、Ｄ−を−（〃（等価接地レベル）とする。
捷だこの時、Ｌｏｃｋ信号は電へ“で、トランジスタＴ
ｒｌ をオフにする。励磁信号Ｄ＋ ＝ ” １”のだ
め、増幅器６の出力は子信号が出力され（ゲインは抵抗
Ｒ１，Ｒ２により決定される）、またトランジスタ′１
’ｒ２がオンとなっているので、トランジスタ Ｔｒ４
及びモータードライバー１１を介して直流モーター１２
を駆動し、ｂ点に向−）て回転する。そして、 Ｄ＋
＝ ｒｒ １ ｎ の期間中、積分回路１０を動作させ
、積分回路出力Ｉを得る。この信号は第５図に示すよう
に、Ｄ＋の長さに応じてｖｐｌ ＋ Ｖｐ２のように直
線点に出力電圧が変化する。
ｒｌ をオフにする。励磁信号Ｄ＋ ＝ ” １”のだ
め、増幅器６の出力は子信号が出力され（ゲインは抵抗
Ｒ１，Ｒ２により決定される）、またトランジスタ′１
’ｒ２がオンとなっているので、トランジスタ Ｔｒ４
及びモータードライバー１１を介して直流モーター１２
を駆動し、ｂ点に向−）て回転する。そして、 Ｄ＋
＝ ｒｒ １ ｎ の期間中、積分回路１０を動作させ
、積分回路出力Ｉを得る。この信号は第５図に示すよう
に、Ｄ＋の長さに応じてｖｐｌ ＋ Ｖｐ２のように直
線点に出力電圧が変化する。
この回転励磁はｂ点の安定化領域に入る時点寸で与えら
れる。第３図において、斜線部ｒ１状態不確定領域であ
るが、ｄ点（第２図に図示のように、ｂ点安定化領域に
到達する点）は、状態不確定領域外で、論理回路１によ
り、このｄ点が検出されると、直流モーター１２の持つ
機械エネルギーを減少するために、汎、Ｄ−信号を反転
し、Ｉ）−を１１１”として逆励磁を与える。
れる。第３図において、斜線部ｒ１状態不確定領域であ
るが、ｄ点（第２図に図示のように、ｂ点安定化領域に
到達する点）は、状態不確定領域外で、論理回路１によ
り、このｄ点が検出されると、直流モーター１２の持つ
機械エネルギーを減少するために、汎、Ｄ−信号を反転
し、Ｉ）−を１１１”として逆励磁を与える。
すなわち、励磁信号Ｉ）＋ ＝ ａ □ ”としてトラ
。
。
ジスタＴｒ２をオフとするとともに、逆励磁信号り、−
＝ ｔｔ ］ ” となることによってトランジスタＴ
ｒ３をカンし、増幅器７から一信号を取出し、トランジ
スタＴｒ４ 、モータードライバー１１を介し直流モー
ター１２に逆励磁を与える。この逆励磁は、直流モータ
ー１２がそのイナーシＸによって第２図のｅ点を通過し
たｆ領域で逆転を始める程度に力える。基本的には５点
安定化領域の０点以降の領域内であれば、どこで逆転を
開始するように設定してもよい。
＝ ｔｔ ］ ” となることによってトランジスタＴ
ｒ３をカンし、増幅器７から一信号を取出し、トランジ
スタＴｒ４ 、モータードライバー１１を介し直流モー
ター１２に逆励磁を与える。この逆励磁は、直流モータ
ー１２がそのイナーシＸによって第２図のｅ点を通過し
たｆ領域で逆転を始める程度に力える。基本的には５点
安定化領域の０点以降の領域内であれば、どこで逆転を
開始するように設定してもよい。
ところで、安定化領域に入る直流モーター１２のスピー
ドは、増幅器６の抵抗Ｒ１，Ｒ２で設定される励磁力や
負荷状態によって異なり、逆励磁を与える時点でのモー
ターエネルギーはスピードの関数となっている。積分回
路１０の出力Ｉは、サンプルホールド回路９によって、
逆励磁信号り一が立」二る時点でサンプルホールドされ
、このサンプルホールドした電圧を増幅器７の一側端子
に与えている。従って、逆励磁力は安定化領域に入るス
ピードに応じた関数となり、モータースピードに関わら
す早やかに逆転を開始するよう動作することができる。
ドは、増幅器６の抵抗Ｒ１，Ｒ２で設定される励磁力や
負荷状態によって異なり、逆励磁を与える時点でのモー
ターエネルギーはスピードの関数となっている。積分回
路１０の出力Ｉは、サンプルホールド回路９によって、
逆励磁信号り一が立」二る時点でサンプルホールドされ
、このサンプルホールドした電圧を増幅器７の一側端子
に与えている。従って、逆励磁力は安定化領域に入るス
ピードに応じた関数となり、モータースピードに関わら
す早やかに逆転を開始するよう動作することができる。
こうして直流モーター１２が逆転を始め、ｆ領域からｅ
点を通過すると（第３図タイミングチャートのｅ点はこ
の点を示している）、Ｂ相信号が変化するため、回転方
向信号Ｓ＋が変化する。この回転方向信号（、Ｓ＋）の
変化の検出により、逆励磁信号Ｄ−も蒐０〃とするとと
もに、Ｌ ｏ ｃ ｋ信号を川“とじ、トランジスタＴ
Ｉ・１をオンにしてロックループを形成する。
点を通過すると（第３図タイミングチャートのｅ点はこ
の点を示している）、Ｂ相信号が変化するため、回転方
向信号Ｓ＋が変化する。この回転方向信号（、Ｓ＋）の
変化の検出により、逆励磁信号Ｄ−も蒐０〃とするとと
もに、Ｌ ｏ ｃ ｋ信号を川“とじ、トランジスタＴ
Ｉ・１をオンにしてロックループを形成する。
このロックループは負帰還ループとなっており、ループ
信号としては、エンコーダ３から直接出力される近似正
弦波のＡ相のアナログ信号波形を利用し、アナログフィ
ードバンクする。今、第２図に示す６００間に位置した
時ロックループを開いたとすると、Ａ相信号の極性は０
＋ｒＪの／こめ、増幅器５の出力は気十〃とカリ、直
流モーター１２を正転方向に駆動し安定点すに向う。１
〕点を越せばＡ相信号ｔ１、Ｎ−”となるため、増幅器
５の出口も気−“となり、直流モーター１２は逆転し再
度１）点に落ち着こうとする。このような負帰還ループ
を構成することにより、結果的に安定点す点で停止させ
る。この時のループゲインは増幅器５に接続されプこ抵
抗Ｒ３，Ｒ４により決定される。
信号としては、エンコーダ３から直接出力される近似正
弦波のＡ相のアナログ信号波形を利用し、アナログフィ
ードバンクする。今、第２図に示す６００間に位置した
時ロックループを開いたとすると、Ａ相信号の極性は０
＋ｒＪの／こめ、増幅器５の出力は気十〃とカリ、直
流モーター１２を正転方向に駆動し安定点すに向う。１
〕点を越せばＡ相信号ｔ１、Ｎ−”となるため、増幅器
５の出口も気−“となり、直流モーター１２は逆転し再
度１）点に落ち着こうとする。このような負帰還ループ
を構成することにより、結果的に安定点す点で停止させ
る。この時のループゲインは増幅器５に接続されプこ抵
抗Ｒ３，Ｒ４により決定される。
逆転の場合は、正／逆転指示信号（Ｄ Ｉ Ｒ）をＮＯ
”としてトランジスタＴｒ４をメフ、トランジスタＴｒ
５をオンとする。逆転時のタイミングチャートを第４図
に示す。図示のように、■−）＋。
”としてトランジスタＴｒ４をメフ、トランジスタＴｒ
５をオンとする。逆転時のタイミングチャートを第４図
に示す。図示のように、■−）＋。
Ｄ−等の信号は正転時と同じ極性で使用しているので、
上記のようにトランジスタｌ”Ｒ５をオンし、増幅器８
の動作を有効として、モータードライバーＩ＋に加えら
れる信号極性を逆転している。個個の動作は正転時と基
本的に同様である。
上記のようにトランジスタｌ”Ｒ５をオンし、増幅器８
の動作を有効として、モータードライバーＩ＋に加えら
れる信号極性を逆転している。個個の動作は正転時と基
本的に同様である。
以」一実施例では、安定化領域に入るスピード検出のだ
めの回路を積分回路１０で代表させ、スピード対出力電
圧は一次関数としているが、例えば２乗カーブのような
他の関数カーブを発生させ、その出力電圧で逆励磁力を
与えることができるのはもちろんである。また、他の任
意のスピード検出手段を用いることも容易である。
めの回路を積分回路１０で代表させ、スピード対出力電
圧は一次関数としているが、例えば２乗カーブのような
他の関数カーブを発生させ、その出力電圧で逆励磁力を
与えることができるのはもちろんである。また、他の任
意のスピード検出手段を用いることも容易である。
〈発明の効果〉
以上のように本発明は、直流モーターを１パルス１ピツ
チノＡりのようなパルスモータ−的な駆動ができ、安定
化領域に入るまで回転すべき方向の励磁を力え、安定化
領域に入ると同時にスピードに対応する逆励磁を加え、
モータースピードヤをす早く低減することにより、より
振動を少なく、かつより速く正確に安定点に到達させる
ことができる。
チノＡりのようなパルスモータ−的な駆動ができ、安定
化領域に入るまで回転すべき方向の励磁を力え、安定化
領域に入ると同時にスピードに対応する逆励磁を加え、
モータースピードヤをす早く低減することにより、より
振動を少なく、かつより速く正確に安定点に到達させる
ことができる。
また、直流モーターはパルスモータ−より格安であり、
スーパ・ノブ駆動のだめの外部構成も簡単で安価に実現
でき、更に移動スピード、ロックゲイン等そのＩ′ｌｉ
、とんどが本回路内で設定でき、種々装置への適用が容
易で応答性のよい有用なものが１！ｉ′供できる。
スーパ・ノブ駆動のだめの外部構成も簡単で安価に実現
でき、更に移動スピード、ロックゲイン等そのＩ′ｌｉ
、とんどが本回路内で設定でき、種々装置への適用が容
易で応答性のよい有用なものが１！ｉ′供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はロッ
ク動作時の要部信号波形間の１９−１係を示す図、第３
１ン１は正転時の各要部信号波形を示すタイミングチャ
ート、第４図は逆転時の各要部信号波形を示すタイミン
グチャート、第５図は第１図要部回路の動作説明に供す
るタイミングチャートである。 １ 論理回路、２・波形変換回路、３・・エンコーダ、
４・回転方向検出回路、５〜８・・・増幅器、９ ザン
グルホールド回路、１０ ・積分回路、１１・・モータ
ードライバー、＋２・・直流モーター○代理人 弁理士
福 士 愛 彦（他２名）ζ 大（〜（ロ） Ｑ−＼ ｃ） ｔ−、ｃ％ 戊 ８
ク動作時の要部信号波形間の１９−１係を示す図、第３
１ン１は正転時の各要部信号波形を示すタイミングチャ
ート、第４図は逆転時の各要部信号波形を示すタイミン
グチャート、第５図は第１図要部回路の動作説明に供す
るタイミングチャートである。 １ 論理回路、２・波形変換回路、３・・エンコーダ、
４・回転方向検出回路、５〜８・・・増幅器、９ ザン
グルホールド回路、１０ ・積分回路、１１・・モータ
ードライバー、＋２・・直流モーター○代理人 弁理士
福 士 愛 彦（他２名）ζ 大（〜（ロ） Ｑ−＼ ｃ） ｔ−、ｃ％ 戊 ８
Claims (1)
- １、インクリメント型エンコーダーを用い、送りパルス
入力毎に、直流モーターを前記エンコーダーの分解能で
設定される１ステップ分駆動するものにおいて、前記直
流モーターの停止すべき次のステップ位置を囲む安定化
領域に入るまで励磁を与える手段と、前記安定化領域に
入る際の前記直流モーターの回転スピードを検出し、該
検出出力に応じた励磁力で、前記安定化領域に入って前
記直流モーターの回転方向が逆転するまでの間、逆励磁
を力える手段と、逆転後、前記安定化領域内で負帰還ル
ープを形成して安定点に停止させるロック手段とを有し
てなることを特徴とする直流モーターのステップ駆動方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58161630A JPS6055871A (ja) | 1983-09-01 | 1983-09-01 | 直流モ−タ−のステップ駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58161630A JPS6055871A (ja) | 1983-09-01 | 1983-09-01 | 直流モ−タ−のステップ駆動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6055871A true JPS6055871A (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=15738833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58161630A Pending JPS6055871A (ja) | 1983-09-01 | 1983-09-01 | 直流モ−タ−のステップ駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6055871A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6362974U (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-26 |
-
1983
- 1983-09-01 JP JP58161630A patent/JPS6055871A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6362974U (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-26 |
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