JPS6194595A - ステツプモ−タのダンピング回路 - Google Patents
ステツプモ−タのダンピング回路Info
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- JPS6194595A JPS6194595A JP21342784A JP21342784A JPS6194595A JP S6194595 A JPS6194595 A JP S6194595A JP 21342784 A JP21342784 A JP 21342784A JP 21342784 A JP21342784 A JP 21342784A JP S6194595 A JPS6194595 A JP S6194595A
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- JP
- Japan
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- current
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- switch circuit
- transistor
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- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 1
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
- H02P8/24—Arrangements for stopping
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】
［技術分野１
本発明はチョッパ型駆動方式のステップモータにおける
ダンピング回路に関するものである。
ダンピング回路に関するものである。
［背景技術１
チヨ・ツバ型駆動方式は、基本的にはＰ ＷＭ （パル
ス幅変調）ｌ′ｊｔ術を応用した定電流制御であり、モ
ータの速度が変化してもトルクを一定に維持できるので
、ステップモータの高速駆動に適している。第５図（ａ
）は従来のチョッパ型駆動方式を示したもので、外部か
ら入力されるステップ信号に応して、トランノスタブリ
ノノを構成する４個のトランジスタＱ、、Ｑ２．Ｑ、、
Ｑ、の２個ずつが制御回路によって交互にオンオフされ
、モータコイルの電流方向が切り換えられるのであるが
、電流検出抵抗Ｒｓには常に同一方向の電流Ｉが流れて
おり、この抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓを制御回路ＣＴによ
って常時モニタし、この検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒｅ
［とを比較してその差信号により各トランジスタ（実際
にはＱ２およびＱ、のみ）の電流をＰ ＷＭ制御してい
る。すなわち各トランジスタを一定周波数のパルスでチ
ョッピング制御すると共に、同図（ｂ）に示すように、
このパルス幅を上記差信号に比例して変化させることに
より、モータコイル電流Ｉの平均値を一定に保っている
のである。
ス幅変調）ｌ′ｊｔ術を応用した定電流制御であり、モ
ータの速度が変化してもトルクを一定に維持できるので
、ステップモータの高速駆動に適している。第５図（ａ
）は従来のチョッパ型駆動方式を示したもので、外部か
ら入力されるステップ信号に応して、トランノスタブリ
ノノを構成する４個のトランジスタＱ、、Ｑ２．Ｑ、、
Ｑ、の２個ずつが制御回路によって交互にオンオフされ
、モータコイルの電流方向が切り換えられるのであるが
、電流検出抵抗Ｒｓには常に同一方向の電流Ｉが流れて
おり、この抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓを制御回路ＣＴによ
って常時モニタし、この検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒｅ
［とを比較してその差信号により各トランジスタ（実際
にはＱ２およびＱ、のみ）の電流をＰ ＷＭ制御してい
る。すなわち各トランジスタを一定周波数のパルスでチ
ョッピング制御すると共に、同図（ｂ）に示すように、
このパルス幅を上記差信号に比例して変化させることに
より、モータコイル電流Ｉの平均値を一定に保っている
のである。
同図において、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖ ｒｅｆより
も小さい場合は、チョッピング制御パルスのオンデユー
テイ（１周期中のオン時間比率）を太きくしてＩを増加
させる方向に作用し、逆にＶｓがＶｒｅ［より大きくな
ると、パルス幅を狭くしてＩを減少させる方向に作用す
るのである。
も小さい場合は、チョッピング制御パルスのオンデユー
テイ（１周期中のオン時間比率）を太きくしてＩを増加
させる方向に作用し、逆にＶｓがＶｒｅ［より大きくな
ると、パルス幅を狭くしてＩを減少させる方向に作用す
るのである。
上述のようにチョッパ型駆動回路はステップモータを定
電流駆動するものであるから、高速駆動に適していると
いう利点がある反面、次のような問題があった。すなわ
ち低速駆動や中速駆動に用いられる定電圧駆動方式ある
いはＬ／Ｒ駆動方式では、ステップパルスを停止してモ
ータを停止させる際に、ロータのオーバシュートによっ
て発生するコイルの逆起電力によって、＠６図（ａ）の
定電圧駆り１回路あるいは同図（ｂ）のＩ−１／１で駆
動回路に矢印で示したような振動電流が発生し、この振
動電流によって作り出されるトルクかロータの振動を減
衰させるように作用して、ロータが速やかに停止するも
のであるが、チョッパ型駆動回路のような定電流制御方
式の場合には、フィル電流が常に一定となるように制御
されているために、上述のような振動電流が流れること
ができず、したがってロータの振動を抑制する要素は機
械的な減衰のみとなり、ステップモータの特性の一つで
ある七トリングタイムが長くなるという欠点があった。
電流駆動するものであるから、高速駆動に適していると
いう利点がある反面、次のような問題があった。すなわ
ち低速駆動や中速駆動に用いられる定電圧駆動方式ある
いはＬ／Ｒ駆動方式では、ステップパルスを停止してモ
ータを停止させる際に、ロータのオーバシュートによっ
て発生するコイルの逆起電力によって、＠６図（ａ）の
定電圧駆り１回路あるいは同図（ｂ）のＩ−１／１で駆
動回路に矢印で示したような振動電流が発生し、この振
動電流によって作り出されるトルクかロータの振動を減
衰させるように作用して、ロータが速やかに停止するも
のであるが、チョッパ型駆動回路のような定電流制御方
式の場合には、フィル電流が常に一定となるように制御
されているために、上述のような振動電流が流れること
ができず、したがってロータの振動を抑制する要素は機
械的な減衰のみとなり、ステップモータの特性の一つで
ある七トリングタイムが長くなるという欠点があった。
［発明の目的］
本発明は上記の問題点（こ鑑み為されたものであり、そ
の目的とするところは、ステップモータのチョッパ型駆
動回路における有効なダンピング方式を提供するにある
。
の目的とするところは、ステップモータのチョッパ型駆
動回路における有効なダンピング方式を提供するにある
。
［発明の開示］
しかして本発明によるステップモータのダンピング回路
は、直列接続されたトランノスタ対を２組並列に接続し
て、これに電流検出抵抗を直列接続し、上記両トランノ
スタ対の接続点間にモータコイルを接続すると共に、各
トランジスタにそれぞれ逆向きのダイオードを並列接続
し、さらに上記電流検出抵抗の検出電圧を基準電圧と比
較してその差出力により各トランジスタをＰＷＭ制御す
るようにしたチョッパ型駆動回路において、外部から入
力されるステップパルス列の終了時点から一定時間Ｔ１
後に一定期間Ｔ２だけ作動する切換スイッチ回路と、上
記検出電圧をそのマイナス値と一定バイアス値との和に
変換する電圧変換回路とを設け、上記切換スイッチ回路
１こより上記制御回路への検出入力を上記電流検出抵抗
の両端電圧から上記電圧変換回路出力に切り換えるよう
にしたものであり、上記Ｔ２期間においてはモータコイ
ル電流の変動を助長するようにｐ Ｗ Ｍ制御し、コイ
ル励磁電流に重畳された振動電流をむしろ強調すること
によって、グンビング効果を高めるようにしたものであ
る。
は、直列接続されたトランノスタ対を２組並列に接続し
て、これに電流検出抵抗を直列接続し、上記両トランノ
スタ対の接続点間にモータコイルを接続すると共に、各
トランジスタにそれぞれ逆向きのダイオードを並列接続
し、さらに上記電流検出抵抗の検出電圧を基準電圧と比
較してその差出力により各トランジスタをＰＷＭ制御す
るようにしたチョッパ型駆動回路において、外部から入
力されるステップパルス列の終了時点から一定時間Ｔ１
後に一定期間Ｔ２だけ作動する切換スイッチ回路と、上
記検出電圧をそのマイナス値と一定バイアス値との和に
変換する電圧変換回路とを設け、上記切換スイッチ回路
１こより上記制御回路への検出入力を上記電流検出抵抗
の両端電圧から上記電圧変換回路出力に切り換えるよう
にしたものであり、上記Ｔ２期間においてはモータコイ
ル電流の変動を助長するようにｐ Ｗ Ｍ制御し、コイ
ル励磁電流に重畳された振動電流をむしろ強調すること
によって、グンビング効果を高めるようにしたものであ
る。
第１図は本発明回路の一実施例を示したちのである。同
図においてチョッパ型駆動回路は従来と同じものであり
、２ｍの直列接続されたトランノスタ対Ｑ、、Ｑ、およ
びＱ、、Ｑ、を並列に接続し、これに電流検出抵抗Ｒｓ
を直列接続して直流型ａＥに接続し、両トランジスタ対
Ｑ、、Ｑ２およびＱ ） ＩＱ４の各接続点ｅ＋ｆ開に
モータコイルｈ１を接続すると共に、各トランシ゛スタ
Ｑ、、Ｑ、、Ｑｆｆ、Ｑ、にそれぞ汽逆向きのダイオー
ドＤ、、Ｄ２．Ｄ、、Ｄ、を並列接続し、さらに上記電
流検出抵抗Ｒｓの検出電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｒｅｆと比
較してその差出力により各トランジスタの電流をｐ Ｗ
Ｍ制御する制御回路ＣＴを設けて、モータコイル電流
Ｉを定電流制御せしめｒこものである。本発明はこのよ
うに構成されたチョッパ型駆動回路において、外部から
人力される信号パルス列の終了時点からＴ１時間後に１
２時間だけ作動する切換スイッチ回路ＳＷと、電流検出
抵抗Ｒｓの両端の検出電圧＼１ｓをそのマイナス値−Ｖ
Ｓと一定バイアス値ｖｂとの和（ＶｏｕＬ＝Ｖｂ−Ｖｓ
）に変換する電圧変換回路ＣＶとを設けて、切換スイッ
チ回路ＳＷにより制御回路ＣＴへの検出人力Ｅｓを電流
検出抵抗Ｒｓの両端電圧＼ｉｓから電圧変換回路Ｃｖの
出力Ｖ ｏ ｕ ｔに切り換えるようにしたものである
。本実施例では切換スインチ回路ＳＷは、マイクロコン
ピュータから送られて（るステップパルス列の最終パル
ス発生時点からＴ１時間後のタイミング信号Ｐ ｉｎ（
このタイミング信号もマイクロコンピュータで作られる
）を入力として、１２時間幅のタイミングパルスＰｔを
出力するタイミング回路ＴＭと、タイミングパルスＰｔ
のパルス期間中だけ切り換え動作するスイッチ回路５Ｌ
１１とで構成されてい為。電圧切換回路ＣＶは入力電圧
Ｖｓを単に反転して出力する反転増幅器Ａ１と、これに
一定電圧ｖｂを加算するアナログ加算器Ａ２とで構成さ
れている。この一定電圧〜ｌｂは計算上は基準電圧Ｖｒ
ｅ「の２倍すなゎもｖｂ＝２Ｘ〜’ｒｅｆとなるが、実
際にはその近傍で第２図のＶｓとＶｏｕＬとの交点ｇが
Ｖｒｅｆ上にくるように微調整される。
図においてチョッパ型駆動回路は従来と同じものであり
、２ｍの直列接続されたトランノスタ対Ｑ、、Ｑ、およ
びＱ、、Ｑ、を並列に接続し、これに電流検出抵抗Ｒｓ
を直列接続して直流型ａＥに接続し、両トランジスタ対
Ｑ、、Ｑ２およびＱ ） ＩＱ４の各接続点ｅ＋ｆ開に
モータコイルｈ１を接続すると共に、各トランシ゛スタ
Ｑ、、Ｑ、、Ｑｆｆ、Ｑ、にそれぞ汽逆向きのダイオー
ドＤ、、Ｄ２．Ｄ、、Ｄ、を並列接続し、さらに上記電
流検出抵抗Ｒｓの検出電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｒｅｆと比
較してその差出力により各トランジスタの電流をｐ Ｗ
Ｍ制御する制御回路ＣＴを設けて、モータコイル電流
Ｉを定電流制御せしめｒこものである。本発明はこのよ
うに構成されたチョッパ型駆動回路において、外部から
人力される信号パルス列の終了時点からＴ１時間後に１
２時間だけ作動する切換スイッチ回路ＳＷと、電流検出
抵抗Ｒｓの両端の検出電圧＼１ｓをそのマイナス値−Ｖ
Ｓと一定バイアス値ｖｂとの和（ＶｏｕＬ＝Ｖｂ−Ｖｓ
）に変換する電圧変換回路ＣＶとを設けて、切換スイッ
チ回路ＳＷにより制御回路ＣＴへの検出人力Ｅｓを電流
検出抵抗Ｒｓの両端電圧＼ｉｓから電圧変換回路Ｃｖの
出力Ｖ ｏ ｕ ｔに切り換えるようにしたものである
。本実施例では切換スインチ回路ＳＷは、マイクロコン
ピュータから送られて（るステップパルス列の最終パル
ス発生時点からＴ１時間後のタイミング信号Ｐ ｉｎ（
このタイミング信号もマイクロコンピュータで作られる
）を入力として、１２時間幅のタイミングパルスＰｔを
出力するタイミング回路ＴＭと、タイミングパルスＰｔ
のパルス期間中だけ切り換え動作するスイッチ回路５Ｌ
１１とで構成されてい為。電圧切換回路ＣＶは入力電圧
Ｖｓを単に反転して出力する反転増幅器Ａ１と、これに
一定電圧ｖｂを加算するアナログ加算器Ａ２とで構成さ
れている。この一定電圧〜ｌｂは計算上は基準電圧Ｖｒ
ｅ「の２倍すなゎもｖｂ＝２Ｘ〜’ｒｅｆとなるが、実
際にはその近傍で第２図のＶｓとＶｏｕＬとの交点ｇが
Ｖｒｅｆ上にくるように微調整される。
第２図は電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧〜′Ｓと電圧変換
回路Ｃ■の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示したらのであ
る。検出電圧が＼Ｓの場合は、Ｌ、よりも左側ではＶＳ
が基準電圧Ｖ ｒｅ［より小さいのでフィル電流を減少
させる方向にＰ ＷＭ制御され、Ｌｌよりも右側ではコ
イル電流を増加させる方向に制御されて、コイル電流が
一定に維持されるが、検出電工がＶ ｏｕｔに切り換え
られると、基準電圧＼’ｒｅ［との関係がちょうど逆に
なるので、コイル電流の変動が助長されるように制御さ
れることになる。
回路Ｃ■の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示したらのであ
る。検出電圧が＼Ｓの場合は、Ｌ、よりも左側ではＶＳ
が基準電圧Ｖ ｒｅ［より小さいのでフィル電流を減少
させる方向にＰ ＷＭ制御され、Ｌｌよりも右側ではコ
イル電流を増加させる方向に制御されて、コイル電流が
一定に維持されるが、検出電工がＶ ｏｕｔに切り換え
られると、基準電圧＼’ｒｅ［との関係がちょうど逆に
なるので、コイル電流の変動が助長されるように制御さ
れることになる。
第３図は本発明回路の動作状態を示したしのである。い
ま各トランジスタによるコイルの励磁状態が（、）から
（ｂ）に切り換わったところで、モータを停止させたも
のとすると、定電流制御を行なっていない（たとえば定
電圧制御）場合に、ロータの振動によって励磁電流■］
に重畳される振動電流は、動磁電流と同方向または逆方
向の１２となる。
ま各トランジスタによるコイルの励磁状態が（、）から
（ｂ）に切り換わったところで、モータを停止させたも
のとすると、定電流制御を行なっていない（たとえば定
電圧制御）場合に、ロータの振動によって励磁電流■］
に重畳される振動電流は、動磁電流と同方向または逆方
向の１２となる。
従来のチョッパ駆動回路では、電流検出抵抗をながれる
電流Ｉ（＝１．−１．）が一定となるように制御されて
いたので、振動電流Ｉ２がダイオードＤ、、Ｄ、、Ｄ、
、Ｄ、を通って流れても、その分だけトランジスタＱ、
、Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、を通る吻磁電流■１から相殺されて
しまい、結果的には振動電流が流れないことになって電
気制動によるダンピングが効かず、第４図（、）に示す
ようにセトリングタイムが長くかかったのであるが、本
発明回路においては第４図（ｂ）のＴ２期間において、
上述のようにコイル電流Ｉの変動をむしろ助長するよう
にＰＷＭ制御されるので、一層大きな電気制動効果が得
られるのである。
電流Ｉ（＝１．−１．）が一定となるように制御されて
いたので、振動電流Ｉ２がダイオードＤ、、Ｄ、、Ｄ、
、Ｄ、を通って流れても、その分だけトランジスタＱ、
、Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、を通る吻磁電流■１から相殺されて
しまい、結果的には振動電流が流れないことになって電
気制動によるダンピングが効かず、第４図（、）に示す
ようにセトリングタイムが長くかかったのであるが、本
発明回路においては第４図（ｂ）のＴ２期間において、
上述のようにコイル電流Ｉの変動をむしろ助長するよう
にＰＷＭ制御されるので、一層大きな電気制動効果が得
られるのである。
［発明の効果１
上述のように本発明においては、電流検出抵抗の検出電
圧を基準電圧と比較してその差出力で各トランジスタを
ｐ ’ｖＶ Ｍ制御するチョッパ駆動回路において、外
部から入力される信号パルス列の終了時点から一定時間
後に一定期間だけ駆動する切換スイッチ回路と、上記検
出電圧をそのマイナス値と一定ハイア又値との和に変換
する電圧変換回路とを設け、上記切換スイッチ回路１こ
より上記制御回路への検出入力を上記電流検出抵抗の両
端電圧から上記電圧変換回路出力に切り換えるように構
成したものであるから、チョッパ駆動回路を停止させる
ことなく、逆にその特性を利用して効果的な電×制動を
行なうことかでト、従来の定電圧駆動やＬ／Ｒ駆動より
も一層有効なダンピング特性が得られるという利点があ
る。
圧を基準電圧と比較してその差出力で各トランジスタを
ｐ ’ｖＶ Ｍ制御するチョッパ駆動回路において、外
部から入力される信号パルス列の終了時点から一定時間
後に一定期間だけ駆動する切換スイッチ回路と、上記検
出電圧をそのマイナス値と一定ハイア又値との和に変換
する電圧変換回路とを設け、上記切換スイッチ回路１こ
より上記制御回路への検出入力を上記電流検出抵抗の両
端電圧から上記電圧変換回路出力に切り換えるように構
成したものであるから、チョッパ駆動回路を停止させる
ことなく、逆にその特性を利用して効果的な電×制動を
行なうことかでト、従来の定電圧駆動やＬ／Ｒ駆動より
も一層有効なダンピング特性が得られるという利点があ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第２
図は同上の原理説明図、第３図（ａ）（ｂ）は同上の動
作状態を示す要部ブロック回路図、第４図（、Ｈｂ）は
同上の動作を示す一皮形図、第５図（ａ）は従来例のブ
ロック回路図、（ｂ）は同上の動作説明図、第６図（ａ
Ｈｂ）は池の従来例の要部ブロック回路図である。 Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、はトランジスタ、Ｄ、、Ｄ：、
Ｄ、。 Ｄ４はダイオード、Ｒｓは電流検出抵抗、Ｍはモータコ
イル、ＣＴは制御回路、ＳＷは切換スイッチ回路、Ｃｖ
は電圧変換回路、ｅ＋ｆは接続点、〜°Ｓは電圧検出抵
抗の両端電圧、ＶｏｕＬは電圧変換回路の出力電圧、Ｖ
ｒｅ（は基準電圧、■はモータコイル電流。 第２図 ＠３図
図は同上の原理説明図、第３図（ａ）（ｂ）は同上の動
作状態を示す要部ブロック回路図、第４図（、Ｈｂ）は
同上の動作を示す一皮形図、第５図（ａ）は従来例のブ
ロック回路図、（ｂ）は同上の動作説明図、第６図（ａ
Ｈｂ）は池の従来例の要部ブロック回路図である。 Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、はトランジスタ、Ｄ、、Ｄ：、
Ｄ、。 Ｄ４はダイオード、Ｒｓは電流検出抵抗、Ｍはモータコ
イル、ＣＴは制御回路、ＳＷは切換スイッチ回路、Ｃｖ
は電圧変換回路、ｅ＋ｆは接続点、〜°Ｓは電圧検出抵
抗の両端電圧、ＶｏｕＬは電圧変換回路の出力電圧、Ｖ
ｒｅ（は基準電圧、■はモータコイル電流。 第２図 ＠３図
Claims (1)
- （１） 直列接続されたトランジスタ対を２組並列に接
続して、これに電流検出抵抗を直列接続し、上記両トラ
ンジスタ対の接続点間にモータコイルを接続すると共に
、各トランジスタにそれぞれ逆向きのダイオードを並列
接続し、さらに上記電流検出抵抗の検出電圧を基準電圧
と比較してその差出力により各トランジスタをＰＷＭ制
御するようにしたチョッパ型モータ駆動回路において、
外部から入力されるステップパルス列の終了時点から一
定時間後に一定期間だけ作動する切換スイッチ回路と、
上記検出電圧をそのマイナス値と一定バイアス値との和
に変換する電圧変換回路を設け、上記切換スイッチ回路
により上記制御回路への検出入力を上記電流検出抵抗の
両端電圧から上記電圧変換回路出力に切り換えるように
したことを特徴とするステップモータのダンピング回路
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21342784A JPS6194595A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | ステツプモ−タのダンピング回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21342784A JPS6194595A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | ステツプモ−タのダンピング回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6194595A true JPS6194595A (ja) | 1986-05-13 |
Family
ID=16639044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21342784A Pending JPS6194595A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | ステツプモ−タのダンピング回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6194595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08275588A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nec Corp | ステッピングモータ駆動制御装置 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21342784A patent/JPS6194595A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08275588A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nec Corp | ステッピングモータ駆動制御装置 |
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