JPH0797919B2 - ステップモータの駆動方法 - Google Patents
ステップモータの駆動方法Info
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- JPH0797919B2 JPH0797919B2 JP25532986A JP25532986A JPH0797919B2 JP H0797919 B2 JPH0797919 B2 JP H0797919B2 JP 25532986 A JP25532986 A JP 25532986A JP 25532986 A JP25532986 A JP 25532986A JP H0797919 B2 JPH0797919 B2 JP H0797919B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔目的〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段(第1図) 作用 実施例 (a)一実施例の説明(第2図、第3図) (b)一実施例の動作の説明(第4図、第5図) (c)他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 ステップモータの励磁相数を交互に変化してステップモ
ータを駆動する方法において、励磁相数の多い方の励磁
時間を長くし励磁相数の少ない方の励磁時間を短くする
ことによって、ステップモータの励磁電流の立上がり遅
れによるトルク低下、トルクバランスの不安定化を防止
するようにしたものである。
ータを駆動する方法において、励磁相数の多い方の励磁
時間を長くし励磁相数の少ない方の励磁時間を短くする
ことによって、ステップモータの励磁電流の立上がり遅
れによるトルク低下、トルクバランスの不安定化を防止
するようにしたものである。
本発明は、N相ステップモータを(m−1)−m相励磁
するステップモータの駆動方法に関し、特にステップモ
ータの励磁電流の立上がりの遅れによる動特性の劣化を
改善したステップモータの駆動方法に関する。
するステップモータの駆動方法に関し、特にステップモ
ータの励磁電流の立上がりの遅れによる動特性の劣化を
改善したステップモータの駆動方法に関する。
ステップモータは、パルス状の駆動信号によってステッ
プ状に位置変化するため、基本的に開ループ制御によっ
て所望の位置決めができ、高効率で安価な駆動機構が実
現でき、種々の分野で広く用いられている。
プ状に位置変化するため、基本的に開ループ制御によっ
て所望の位置決めができ、高効率で安価な駆動機構が実
現でき、種々の分野で広く用いられている。
このステップモータの駆動方法として、2相ステップモ
ータの1−2相励磁方式、5相ステップモータの2−3
相励磁方式等N相ステップモータを(m−1)−m相
(但しm≦N)励磁する、いわゆる励磁相数切換駆動の
ものが知られている。この駆動方法では、1ステップ角
がステップモータの固有の1ステップ角θsの半分のθ
s/2にとることができ、高い分解能が得られる。
ータの1−2相励磁方式、5相ステップモータの2−3
相励磁方式等N相ステップモータを(m−1)−m相
(但しm≦N)励磁する、いわゆる励磁相数切換駆動の
ものが知られている。この駆動方法では、1ステップ角
がステップモータの固有の1ステップ角θsの半分のθ
s/2にとることができ、高い分解能が得られる。
このようなステップモータは、巻線(コイル)に電流を
流して駆動することから、コイルの電流の立上がりの遅
れが生じ、トルクが低下する。特に励磁相数切換駆動を
用いた場合にはトルクバランスの変化をもたらし、その
解決が望まれていた。
流して駆動することから、コイルの電流の立上がりの遅
れが生じ、トルクが低下する。特に励磁相数切換駆動を
用いた場合にはトルクバランスの変化をもたらし、その
解決が望まれていた。
ステップモータの励磁相数切換駆動方法は、例えば、2
相ステップモータの1−2相励磁を例に第6図により説
明すると、第6図(A)に示すステップモータ1の巻線
A、B、、に対し各々励磁回路2のスイッチングト
ランジスタTR1〜TR4が接続され、第6図(B)に示す
A、B、、相励磁信号でトランジスタTR1〜TR4をオ
ン/オフさせ、巻線A、B、、に電流を流す。図の
例では1相(相)→2相(+A相)→1相(A相)
……という順で駆動される。
相ステップモータの1−2相励磁を例に第6図により説
明すると、第6図(A)に示すステップモータ1の巻線
A、B、、に対し各々励磁回路2のスイッチングト
ランジスタTR1〜TR4が接続され、第6図(B)に示す
A、B、、相励磁信号でトランジスタTR1〜TR4をオ
ン/オフさせ、巻線A、B、、に電流を流す。図の
例では1相(相)→2相(+A相)→1相(A相)
……という順で駆動される。
このようなステップモータは、第7図(A)に示す如く
インダクタンスL、抵抗Rの等価回路で示され、巻線に
流れる励磁電流iは、 となり、時定数TはL/Rとなる。
インダクタンスL、抵抗Rの等価回路で示され、巻線に
流れる励磁電流iは、 となり、時定数TはL/Rとなる。
従って、巻線に対応するトランジスタをオンした時点か
らの励磁電流波形は第7図(B)の如くなり、T時間以
上の電流の立上がり遅れが生じる。このため第7図
(B)のicを基準としてチョッパ制御を行い、最大電流
をicに抑え、遅れ時間をT程度に抑えるようにしている
が、最低T時間の立上がり遅れは防止できない。
らの励磁電流波形は第7図(B)の如くなり、T時間以
上の電流の立上がり遅れが生じる。このため第7図
(B)のicを基準としてチョッパ制御を行い、最大電流
をicに抑え、遅れ時間をT程度に抑えるようにしている
が、最低T時間の立上がり遅れは防止できない。
この様な電流の立上がりの遅れは、トルクの下降や高速
応答周波数の悪化を招く。
応答周波数の悪化を招く。
この立上がり時間の改善方法としては、時定数Tを下げ
ればよく、このため従来モータ巻線に直列に抵抗rを接
続し、T=L/(r+R)とする方法が用いられていた。
ればよく、このため従来モータ巻線に直列に抵抗rを接
続し、T=L/(r+R)とする方法が用いられていた。
この時のモータの電流iは、 となる。
しかしながら、従来の技術では、第(2)式に従って、
励磁電流が低下してしまう。このため第(1)式の励磁
電流を得るには、駆動電圧Voを高めるという方法が採用
されているが、抵抗r分、即ちr/(R+r)分は熱とし
て放散されてしまい、エネルギー効率が悪くなり、駆動
電圧を高めるのに限りがあるため、それ程の時定数の改
善は期待できない。
励磁電流が低下してしまう。このため第(1)式の励磁
電流を得るには、駆動電圧Voを高めるという方法が採用
されているが、抵抗r分、即ちr/(R+r)分は熱とし
て放散されてしまい、エネルギー効率が悪くなり、駆動
電圧を高めるのに限りがあるため、それ程の時定数の改
善は期待できない。
特に、1−2相励磁の如き励磁相数切換駆動方法におい
ては、第7図(C)に示す如く、1相励磁後の2相励磁
時には、新たに励磁された相の励磁電流の立上り遅れに
よって、2相励磁されている時間が実質的に極度に短く
なる。
ては、第7図(C)に示す如く、1相励磁後の2相励磁
時には、新たに励磁された相の励磁電流の立上り遅れに
よって、2相励磁されている時間が実質的に極度に短く
なる。
例えば、第7図(C)の時刻t1で相の1相励磁から
相、A相の2相励磁に切換って、時刻t1、t2間で2相励
磁しても、A相励磁電流の立上がり遅れによって2相励
磁が十分行われない。
相、A相の2相励磁に切換って、時刻t1、t2間で2相励
磁しても、A相励磁電流の立上がり遅れによって2相励
磁が十分行われない。
このため、係る電流の立上がり遅れによって、2相励磁
時のトルクが極端に低下し、1相励磁と2相励磁のトル
クバランスが崩れ、速度ムラ、トルク変動が生じ、高精
度の回転が困難という問題が生じる他に、脱調の原因と
なり最大応答周波数を上げることができないという問題
も生じていた。
時のトルクが極端に低下し、1相励磁と2相励磁のトル
クバランスが崩れ、速度ムラ、トルク変動が生じ、高精
度の回転が困難という問題が生じる他に、脱調の原因と
なり最大応答周波数を上げることができないという問題
も生じていた。
これを解決するため、例えば、特開昭60−20797号公報
等においては、1−2相励磁方式において、2相励磁の
時間を長くして、1相励磁の時間を短くしたものが提案
されている。
等においては、1−2相励磁方式において、2相励磁の
時間を長くして、1相励磁の時間を短くしたものが提案
されている。
この提案では、2相励磁の時間を長くし、1相励磁の時
間を短くするため、励磁相に応じて遅延回路を動作さ
せ、2相励磁の時のみクロック間隔を長くする手法がと
られている。
間を短くするため、励磁相に応じて遅延回路を動作さ
せ、2相励磁の時のみクロック間隔を長くする手法がと
られている。
しかしながら、この提案では、ステップ送りするもので
は、遅延の有り、無しの制御により相励磁時間を制御で
きるが、加減速制御する場合等においては、時間間隔を
速度に応じて変える必要があり、これを実現できないと
いう問題が生じていた。
は、遅延の有り、無しの制御により相励磁時間を制御で
きるが、加減速制御する場合等においては、時間間隔を
速度に応じて変える必要があり、これを実現できないと
いう問題が生じていた。
従って、本発明は、加減速制御においても、励磁相数に
応じて励磁時間を可変とすることができるステップモー
タの駆動方法を提供することを目的とする。
応じて励磁時間を可変とすることができるステップモー
タの駆動方法を提供することを目的とする。
第1図は本発明の原理説明図であり、1−2相励磁を例
に示してある。
に示してある。
本発明では、励磁相数の多い方(m相励磁)の励磁時間
(図では2相励磁時間)幅を(T+ΔT)と従来のTに
比し長くし、一方励磁相数の少ない方(m−1)相励磁
の励磁時間(図では1相励磁時間)幅を(T−ΔT)と
従来のTに比し短くするようにして、励磁相数切換駆動
を行うようにしている。
(図では2相励磁時間)幅を(T+ΔT)と従来のTに
比し長くし、一方励磁相数の少ない方(m−1)相励磁
の励磁時間(図では1相励磁時間)幅を(T−ΔT)と
従来のTに比し短くするようにして、励磁相数切換駆動
を行うようにしている。
即ち、本発明は、ステップモータの励磁相数を交互に変
化して、該ステップモータを駆動すると共に、該励磁相
数の多い方の励磁時間を長くし、励磁相数の少ない方の
励磁時間を短くして駆動するステップモータ駆動方法に
おいて、メモリに、所定の加減速特性に従った前記励磁
相数の多い方の励磁時間と、前記励磁相数の少ない方の
励磁時間とを格納しておき、前記メモリからプロセッサ
が前記励磁相数の多い方の励磁時間と前記励磁相数の少
ない励磁時間とを交互に読み出して、各励磁時間の経過
毎に、前記ステップモータの励磁相数の切り換え制御を
行うことを特徴とする。
化して、該ステップモータを駆動すると共に、該励磁相
数の多い方の励磁時間を長くし、励磁相数の少ない方の
励磁時間を短くして駆動するステップモータ駆動方法に
おいて、メモリに、所定の加減速特性に従った前記励磁
相数の多い方の励磁時間と、前記励磁相数の少ない方の
励磁時間とを格納しておき、前記メモリからプロセッサ
が前記励磁相数の多い方の励磁時間と前記励磁相数の少
ない励磁時間とを交互に読み出して、各励磁時間の経過
毎に、前記ステップモータの励磁相数の切り換え制御を
行うことを特徴とする。
本発明では、励磁相数の多い方のm相励磁時間を長くし
ているので、m相励磁時の(電流値×時間)の総量が第
1図の斜線で示す如く増加している。このため、モータ
やドライブ回路の制約による励磁電流の立上がりの遅れ
によるm相励磁時のトルク低下を防ぐことができ、m相
励磁と(m−1)相励磁のトルクバランスを安定にし、
速度ムラ、トルク変動を防ぎ、更に高精度の回転と最大
応答周波数の向上を可能にする。
ているので、m相励磁時の(電流値×時間)の総量が第
1図の斜線で示す如く増加している。このため、モータ
やドライブ回路の制約による励磁電流の立上がりの遅れ
によるm相励磁時のトルク低下を防ぐことができ、m相
励磁と(m−1)相励磁のトルクバランスを安定にし、
速度ムラ、トルク変動を防ぎ、更に高精度の回転と最大
応答周波数の向上を可能にする。
又、(m−1)相の励磁時間を逆に短くしているので、
トータルの運転時間−パルス数(進み量)が変わること
もない。
トータルの運転時間−パルス数(進み量)が変わること
もない。
更に、加減速制御に伴いかかる励磁時間を可変とするた
め、メモリに加減速制御に従った各励磁相数の励磁時間
を格納し、この時間を読み出して、励磁相数の切り換え
制御を行うようにしている。
め、メモリに加減速制御に従った各励磁相数の励磁時間
を格納し、この時間を読み出して、励磁相数の切り換え
制御を行うようにしている。
(a)一実施例の説明 第2図は本発明のための一実施例構成図である。
第2図(A)中、第6図(A)で示したものと同一のも
のは同一の記号で示してあり、3はプロセッサ(以下MP
Uと称す)であり、マイクロプロセッサで構成され、ス
テップモータ1の分配回路、入力制御回路の機能を後述
する第4図及び第5図に示す処理フローのためのプログ
ラムによって実行するものであり、励磁相データ退避用
のBレジスタ3bと、演算のためのAレジスタ3aと、アド
レスのためのHLレジスタ3cを含むもの、4はメモリであ
る。制御プログラムを格納する他に運転パターンに従っ
たパルスレートデータ(相励磁時間データ)を格納する
データエリア4aを有しているもの、5はI/O(入出力)
ポートであり、入力ポートと出力ポート5aを有し、出力
ポート5aは8ビットのD0〜D8で構成され、D0が励磁回路
2のトランジスタTR1に、D2がトランジスタTR2に、D4が
トランジスタTR3に、D6がトランジスタTR4に接続されて
いるもの、6aはデータバスであり、MPU3とメモリ4、I/
Oポート5との間でデータのやりとりを行うもの、6bは
アドレスバスであり、MPU3とメモリ4、I/Oポート5で
アドレスのやりとりを行うものである。
のは同一の記号で示してあり、3はプロセッサ(以下MP
Uと称す)であり、マイクロプロセッサで構成され、ス
テップモータ1の分配回路、入力制御回路の機能を後述
する第4図及び第5図に示す処理フローのためのプログ
ラムによって実行するものであり、励磁相データ退避用
のBレジスタ3bと、演算のためのAレジスタ3aと、アド
レスのためのHLレジスタ3cを含むもの、4はメモリであ
る。制御プログラムを格納する他に運転パターンに従っ
たパルスレートデータ(相励磁時間データ)を格納する
データエリア4aを有しているもの、5はI/O(入出力)
ポートであり、入力ポートと出力ポート5aを有し、出力
ポート5aは8ビットのD0〜D8で構成され、D0が励磁回路
2のトランジスタTR1に、D2がトランジスタTR2に、D4が
トランジスタTR3に、D6がトランジスタTR4に接続されて
いるもの、6aはデータバスであり、MPU3とメモリ4、I/
Oポート5との間でデータのやりとりを行うもの、6bは
アドレスバスであり、MPU3とメモリ4、I/Oポート5で
アドレスのやりとりを行うものである。
尚、d1、d2、d3、d4は各々ダイオードであり、ステップ
モータ1の巻線(励磁コイル)A、B、、に並列に
接続され、スパイク抑制を行うためのものである。
モータ1の巻線(励磁コイル)A、B、、に並列に
接続され、スパイク抑制を行うためのものである。
第2図(B)は励磁相数切換の説明図であり、8ビット
励磁相データとこれによって励磁される相の関係を示し
ている。
励磁相データとこれによって励磁される相の関係を示し
ている。
即ち、MPU3の励磁相データが8ビットの“00000111"で
あり、これがI/Oポート5の出力ポート5aにセットされ
ると、D0、D2が“1"であるからトランジスタTR1、TR2が
オンされ、A相、B相の2相励磁が行われる。次に、MP
U3がこの励磁相データを1ビット図の左方向にシフトす
ると、励磁相データは“00001110"となり、これがI/Oポ
ート5の出力ポート5aにセットされると、D2が“1"とな
り、トランジスタTR2がオンされ、B相のみの1相励磁
が行われる。以下、同様に励磁相データを左シフトする
毎に励磁相が1相→2相→1相と切換わる。
あり、これがI/Oポート5の出力ポート5aにセットされ
ると、D0、D2が“1"であるからトランジスタTR1、TR2が
オンされ、A相、B相の2相励磁が行われる。次に、MP
U3がこの励磁相データを1ビット図の左方向にシフトす
ると、励磁相データは“00001110"となり、これがI/Oポ
ート5の出力ポート5aにセットされると、D2が“1"とな
り、トランジスタTR2がオンされ、B相のみの1相励磁
が行われる。以下、同様に励磁相データを左シフトする
毎に励磁相が1相→2相→1相と切換わる。
従って、MPU3が、メモリ4のパルスレートデータで定め
られた時間毎に励磁相データを1ビットシフトし、I/O
ポート5の出力ポート5aにセットすれば、分配動作、即
ち1−2相励磁切換が実行できる。
られた時間毎に励磁相データを1ビットシフトし、I/O
ポート5の出力ポート5aにセットすれば、分配動作、即
ち1−2相励磁切換が実行できる。
第3図は本発明の一実施例運転パターン説明図である。
ステップモータの運転パターンは、ステップモータの周
波数−トルク特性、駆動系のマサツ負荷等の計測又は計
算結果により、運転パターンの区間を分割、又は一括で
直線加減速、指数関数的加減速をすることが多く、又加
減速の立上げ、立下げ時間あるいはステップ数を条件と
して決定される。
波数−トルク特性、駆動系のマサツ負荷等の計測又は計
算結果により、運転パターンの区間を分割、又は一括で
直線加減速、指数関数的加減速をすることが多く、又加
減速の立上げ、立下げ時間あるいはステップ数を条件と
して決定される。
例えば、第3図(A)に示す運転パターンでは、位置保
持後、加速し、定速に移り、減速するパターンを示し、
加減速は直線加減速で且つ同一時間としたものである。
持後、加速し、定速に移り、減速するパターンを示し、
加減速は直線加減速で且つ同一時間としたものである。
そして、前述の計算等により、パルスレートデータ(相
励磁時間データ)T0〜Tnが決定され、例えば、保持に
T0、加減速はT1、T2、T3、T4……と、定速はTnと決定さ
れる。
励磁時間データ)T0〜Tnが決定され、例えば、保持に
T0、加減速はT1、T2、T3、T4……と、定速はTnと決定さ
れる。
本発明では、このように決定されたパルスレートデータ
に対し、2相励磁のものには、補正時間△Tを加え、1
相励磁のものには補正時間△Tを差し引いて補正パルス
レートデータを作成して、運転パターン、ステップ数、
総時間等を目的とする条件で得ることができる。
に対し、2相励磁のものには、補正時間△Tを加え、1
相励磁のものには補正時間△Tを差し引いて補正パルス
レートデータを作成して、運転パターン、ステップ数、
総時間等を目的とする条件で得ることができる。
この補正時間△Tは、位相面解析、ラプラス変換等の運
転方程式を解くことによって、適切なものを得ることが
でき、又実験によって求めてもよい。
転方程式を解くことによって、適切なものを得ることが
でき、又実験によって求めてもよい。
第3図(A)に対応して求めたパルスレートデータを第
3図(B)に示す。この例では、パルスレートデータと
判別コードが一対となっており、偶数アドレスY、Y+
2……に判別コードが格納され奇数アドレスY+1、Y
+3……にパルスレートデータが格納される。
3図(B)に示す。この例では、パルスレートデータと
判別コードが一対となっており、偶数アドレスY、Y+
2……に判別コードが格納され奇数アドレスY+1、Y
+3……にパルスレートデータが格納される。
判別コードは、パルスレートデータに対する停止、スル
ーイング、(加減速)、定速の区別を示し、ここでは
「0」(実際は8ビットの“00000000")がスルーイン
グを、「1」、「2」(実際は8ビットのデータ)が定
速を、その内「1」は1相励磁の定速、「2」が2相励
磁の定速、「3」(実際は8ビットのデータ)が停止を
示している。
ーイング、(加減速)、定速の区別を示し、ここでは
「0」(実際は8ビットの“00000000")がスルーイン
グを、「1」、「2」(実際は8ビットのデータ)が定
速を、その内「1」は1相励磁の定速、「2」が2相励
磁の定速、「3」(実際は8ビットのデータ)が停止を
示している。
例えば、メモリ4のデータエリア4aにおいては、Y番地
には「3」の停止保持を示し、Y+1番地のT0はその時
間が格納され、Y+2、Y+4、……、Y+(2n−2)
番地にはスルーイングを示す「0」が、これに応じてY
+3、Y+5、……、Y+2n−1番地には相励磁時間T1
+△T、T2−△T、……、Tn−1+△Tが格納され、Y
+2n、Y+2n+2番地には定速を示す「1」、「2」
が、これを応じてY+2n+1、Y+2n+3番地には、そ
の相励磁時間Tn−△T、Tn+△Tが格納される。ここで
1相励磁に当たるところは△T減算され、2相励磁に当
たるところが△T加算されている。
には「3」の停止保持を示し、Y+1番地のT0はその時
間が格納され、Y+2、Y+4、……、Y+(2n−2)
番地にはスルーイングを示す「0」が、これに応じてY
+3、Y+5、……、Y+2n−1番地には相励磁時間T1
+△T、T2−△T、……、Tn−1+△Tが格納され、Y
+2n、Y+2n+2番地には定速を示す「1」、「2」
が、これを応じてY+2n+1、Y+2n+3番地には、そ
の相励磁時間Tn−△T、Tn+△Tが格納される。ここで
1相励磁に当たるところは△T減算され、2相励磁に当
たるところが△T加算されている。
従って、MPU3がデータエリア4aをY番地から順に読出し
ていくことによって、保持、加速、定速の区別ができ且
つその相励磁時間を得ることができ、相励磁時間に応じ
て前述の励磁相データのシフト、セットを行う。又、デ
ータエリア4aを逆方向に読出していけば、定速、減速、
停止保持ができる。
ていくことによって、保持、加速、定速の区別ができ且
つその相励磁時間を得ることができ、相励磁時間に応じ
て前述の励磁相データのシフト、セットを行う。又、デ
ータエリア4aを逆方向に読出していけば、定速、減速、
停止保持ができる。
(b)一実施例の動作の説明 第4図及び第5図は本発明の一実施例動作処理フロー図
であり、MPU3の処理を示している。
であり、MPU3の処理を示している。
先づ、MPU3は起動割込み(interrupt)があると、
Aレジスタ3aに予め定めた相励磁データ(ここでは、
“00001110"であり、B相の(相保持を示す)をセット
し、データバス6aを介し、Aレジスタ3aの相励磁データ
を出力ポート5aに与える。これによって前述の如く(第
2図(B)参照)、B相が励磁され、B相保持が行われ
る。
Aレジスタ3aに予め定めた相励磁データ(ここでは、
“00001110"であり、B相の(相保持を示す)をセット
し、データバス6aを介し、Aレジスタ3aの相励磁データ
を出力ポート5aに与える。これによって前述の如く(第
2図(B)参照)、B相が励磁され、B相保持が行われ
る。
次に、MPU3は係るAレジスタ3aの相励磁データをBレジ
スタ3bに退避し、更にデータエリア4aの先頭である初期
アドレスをHLレジスタ3cにセットする。
スタ3bに退避し、更にデータエリア4aの先頭である初期
アドレスをHLレジスタ3cにセットする。
次に、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスに“1"加え、
HLレジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータエリア4aを
アクセスし、そのアドレスの内容をデータバス6aを介し
読出し、Aレジスタ3aにセットする。このアドレスは奇
数アドレスであり、従ってパルスレートデータ(相励磁
時間)がAレジスタ3aにセットされることになる。
HLレジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータエリア4aを
アクセスし、そのアドレスの内容をデータバス6aを介し
読出し、Aレジスタ3aにセットする。このアドレスは奇
数アドレスであり、従ってパルスレートデータ(相励磁
時間)がAレジスタ3aにセットされることになる。
MPU3は、Aレジスタ3aの内容(相励磁時間)から“1"を
差し引き、Aレジスタ3aの内容が零かを調べ、零でなけ
れば、再びAレジスタ3aの内容から“1"を差引き、これ
を繰返す。
差し引き、Aレジスタ3aの内容が零かを調べ、零でなけ
れば、再びAレジスタ3aの内容から“1"を差引き、これ
を繰返す。
即ち、読出した相励磁時間分経過したかのタイマーの機
能を果している。
能を果している。
次に、MPU3はAレジスタ3aの内容が零、即ち読出し
た相励磁時間が経過すると、励磁相切換処理を行う。
た相励磁時間が経過すると、励磁相切換処理を行う。
即ち、Bレジスタ3に退避した相励磁データをAレジス
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左に1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。これによって励磁相が切換わる。
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左に1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。これによって励磁相が切換わる。
次に、MPU3は、Aレジスタ3aの相励磁データをBレジス
タ3bに退避し、HLレジスタ3cのアドレスを1歩進し、偶
数アドレスとして、メモリ4のデータエリア4aをアクセ
スする。
タ3bに退避し、HLレジスタ3cのアドレスを1歩進し、偶
数アドレスとして、メモリ4のデータエリア4aをアクセ
スする。
従って、データエリア4aからはデータバス6aを介し判別
コードが読出され、Aレジスタ3aにセットされる。
コードが読出され、Aレジスタ3aにセットされる。
MPU3は、Aレジスタ3aの判別コードを判定し、判別コー
ドが「1」(定速指示)でないと、ステップに戻る。
ドが「1」(定速指示)でないと、ステップに戻る。
このようにして、T0時間の1相保持、(T1+△T)時間
の2相励磁、(T2−△T)の1相励磁…というように、
ステップモータ1は位置保持後、1−2相励磁で加速駆
動される。
の2相励磁、(T2−△T)の1相励磁…というように、
ステップモータ1は位置保持後、1−2相励磁で加速駆
動される。
そして、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスがY+2nと
なり、データエリア4aのY+2n番地の内容「1」が読出
され、MPU3が読出しデータがセットされたAレジスタ3a
の内容が「1」(定速指示)と判定すると、加速ステッ
プが脱出し、定速ステップに入る。
なり、データエリア4aのY+2n番地の内容「1」が読出
され、MPU3が読出しデータがセットされたAレジスタ3a
の内容が「1」(定速指示)と判定すると、加速ステッ
プが脱出し、定速ステップに入る。
先づ、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスを1歩進する。
これによって、HLレジスタ3cのアドレスはY+2n+1と
なり、定速1相励磁の相励磁時間データの読出しが可能
となる。
なり、定速1相励磁の相励磁時間データの読出しが可能
となる。
MPU3はHLレジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータ
エリア4aをアクセスし、そのアドレスの内容、即ち定速
の1相励磁の励磁時間データ(Tn−△T)を読出し、A
レジスタ3aにセットする。
エリア4aをアクセスし、そのアドレスの内容、即ち定速
の1相励磁の励磁時間データ(Tn−△T)を読出し、A
レジスタ3aにセットする。
MPU3は、Aレジスタ3aの内容(相励磁時間)から“1"を
差し引き、Aレジスタ3aの内容が零かを調べ、零でなけ
れば、再びAレジスタ3aの内容から“1"を差引き、これ
を繰返す。
差し引き、Aレジスタ3aの内容が零かを調べ、零でなけ
れば、再びAレジスタ3aの内容から“1"を差引き、これ
を繰返す。
即ち、前述と同様に、読出した励磁時間(Tn−△T)分
経過したかのタイマーの機能を果している。
経過したかのタイマーの機能を果している。
次に、MPU3はAレジスタ3aの内容が零、即ち読出した定
速の1相励磁の相励磁時間が経過すると、励磁相切換処
理を行う。
速の1相励磁の相励磁時間が経過すると、励磁相切換処
理を行う。
即ち、Bレジスタ3bに退避した相励磁データをAレジス
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左に1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。これによって励磁相が2相励磁に切換わる。
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左に1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。これによって励磁相が2相励磁に切換わる。
次に、MPU3は、Aレジスタ3aの相励磁データをBレジス
タ3bに退避する。
タ3bに退避する。
MPU3は、I/Oポート5の入力ポートにストップ指示
が到来しているかを、データバスを介し調べ、ストップ
指示が到来していれば、定速ステップを終了し、減速ス
テップに入るべく、第5図ののステップへ進む。
が到来しているかを、データバスを介し調べ、ストップ
指示が到来していれば、定速ステップを終了し、減速ス
テップに入るべく、第5図ののステップへ進む。
一方、ストップ指示が到来していないと判定すると、MP
U3は定速の2相励磁処理を行う。
U3は定速の2相励磁処理を行う。
即ち、MPU3は、HLレジスタ3cの内容に「2」加算し、Y
+2n+3とし、HLレジスタ3cのアドレス内容でメモリ4
のデータエリア4aをアクセスし、そのアドレス内容、即
ち定速の2相励磁の相励磁時間データ(Tn+△T)を読
出し、Aレジスタ3aにセットする。
+2n+3とし、HLレジスタ3cのアドレス内容でメモリ4
のデータエリア4aをアクセスし、そのアドレス内容、即
ち定速の2相励磁の相励磁時間データ(Tn+△T)を読
出し、Aレジスタ3aにセットする。
MPU3は、Aレジスタ3aの内容(相励磁時間)から“1"を
差引き、Aレジスタ3aの内容が零かを調べ、零でなけれ
ば、再びAレジスタ3aの内容から“1"を差引き、これを
繰返す。
差引き、Aレジスタ3aの内容が零かを調べ、零でなけれ
ば、再びAレジスタ3aの内容から“1"を差引き、これを
繰返す。
即ち、前述と同様に、読出した励磁時間(Tn+△T)分
経過したかのタイマーの機能を果たしている。
経過したかのタイマーの機能を果たしている。
次に、MPU3はAレジスタ3aの内容が零、即ち読出した相
励磁時間(Tn+△T)が経過すると、励磁相切換処理を
行う。
励磁時間(Tn+△T)が経過すると、励磁相切換処理を
行う。
即ち、Bレジスタ3bに退避した相励磁データをAレジス
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左に1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。これによって励磁相が1相励磁に切換わる。
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左に1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。これによって励磁相が1相励磁に切換わる。
次に、MPU3は、Aレジスタ3aの相励磁データをBレジス
タ3bに退避し、HLレジスタ3cのアドレスを「2」減算
し、Y+2n+1とし、即ち定速1相励磁の相励磁時間デ
ータ格納アドレスとし、ステップに戻る。
タ3bに退避し、HLレジスタ3cのアドレスを「2」減算
し、Y+2n+1とし、即ち定速1相励磁の相励磁時間デ
ータ格納アドレスとし、ステップに戻る。
このようにして、定速の1−2相励磁を(Tn−△
T)時間、(Tn+△T)時間繰返し、ステップでMPU3
がストップ指示受信と判定すると、減速ステップに入
る。
T)時間、(Tn+△T)時間繰返し、ステップでMPU3
がストップ指示受信と判定すると、減速ステップに入
る。
先づ、MPU3はHLレジスタ3cのアドレス内容を「3」減算
する。例えば、ステップでアドレスはY+2n+1とさ
れているから、HLレジスタ3cの内容はY+2n−2(偶数
アドレス)となる。
する。例えば、ステップでアドレスはY+2n+1とさ
れているから、HLレジスタ3cの内容はY+2n−2(偶数
アドレス)となる。
次に、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスでメモリ4のデー
タエリア4aをアクセスし、そのアドレス内容(判別コー
ド)をデータバス6aを介し読出し、Aレジスタ3aにセッ
トする。
タエリア4aをアクセスし、そのアドレス内容(判別コー
ド)をデータバス6aを介し読出し、Aレジスタ3aにセッ
トする。
MPU3はAレジスタ3aにセットされた判別コードを判定
し、「3」(停止)であるかを調べ、停止であれば、ス
テップの1相保持ステップに移る。
し、「3」(停止)であるかを調べ、停止であれば、ス
テップの1相保持ステップに移る。
一方、MPU3はAレジスタ3aの内容が「3」でなければ、
次に、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスに“1"を加え、HL
レジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータエリア4aをア
クセスし、そのアドレスの内容をデータバス6aを介し読
出し、Aレジスタ3aにセットする。このアドレスは奇数
アドレスであり、従ってパルスレートデータ(相励磁時
間)がセットされることになる。
次に、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスに“1"を加え、HL
レジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータエリア4aをア
クセスし、そのアドレスの内容をデータバス6aを介し読
出し、Aレジスタ3aにセットする。このアドレスは奇数
アドレスであり、従ってパルスレートデータ(相励磁時
間)がセットされることになる。
MPU3は、Aレジスタ3aの内容を「1」減算し、次にAレ
ジスタ3aの内容が零かどうかを調べ、零でなければ、再
びAレジスタ3aの内容を「1」減算し、これを繰返す。
ジスタ3aの内容が零かどうかを調べ、零でなければ、再
びAレジスタ3aの内容を「1」減算し、これを繰返す。
MPU3はAレジスタ3aの内容を「1」減算することを繰返
し、Aレジスタ3aの内容が零になったと判定すると、励
磁相切換処理に入る。
し、Aレジスタ3aの内容が零になったと判定すると、励
磁相切換処理に入る。
即ち、Bレジスタ3bに退避した相励磁データをAレジス
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左へ1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。
タ3aに移し、Aレジスタ3aの相励磁データを第2図
(B)で説明した如く、左へ1ビットシフトし、Aレジ
スタ3aのシフトした相励磁データを出力ポート5aに与え
る。
これによって励磁相が切換わり、ステップの先頭に戻
る。
る。
従って、アドレスY+2n−1の(Tn−1+△T)時間の
2相励磁、アドレスY+2n−3の(Tn−2−△T)時間
の1相励磁というように、加速時と逆の方向にデータエ
リア4aの内容が読出されて、減速され、アドレスYに到
る。
2相励磁、アドレスY+2n−3の(Tn−2−△T)時間
の1相励磁というように、加速時と逆の方向にデータエ
リア4aの内容が読出されて、減速され、アドレスYに到
る。
ステップで、HLレジスタ3cの内容がYとなり、A
レジスタ3aに判別コード「3」がセットされると、MPU3
はこれによって停止保持ステップに移る。
レジスタ3aに判別コード「3」がセットされると、MPU3
はこれによって停止保持ステップに移る。
先づ、MPU3はHLレジスタ3cのアドレスYに“1"加え、Y
+1とし、HLレジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータ
エリア4aをアクセスし、そのアドレスの内容をデータバ
ス6aを介し読出し、Aレジスタ3aにセットする。このア
ドレスは(Y+1)であり、Aレジスタ3aには1相保持
時間T0がセットされる。
+1とし、HLレジスタ3cのアドレスでメモリ4のデータ
エリア4aをアクセスし、そのアドレスの内容をデータバ
ス6aを介し読出し、Aレジスタ3aにセットする。このア
ドレスは(Y+1)であり、Aレジスタ3aには1相保持
時間T0がセットされる。
MPU3はAレジスタ3aの内容が「1」減算、Aレジスタ3a
の内容が零かの判定を繰返し、Aレジスタ3aの内容が零
となると、即ちT0時間経過すると、ステップモータ1の
駆動処理を終了し、メインルーチンに戻る。
の内容が零かの判定を繰返し、Aレジスタ3aの内容が零
となると、即ちT0時間経過すると、ステップモータ1の
駆動処理を終了し、メインルーチンに戻る。
以降は、出力ポート5aの内容が変わらないのでステップ
モータ1は1相保持が継続される。
モータ1は1相保持が継続される。
このようにして、ステップモータ1の運転パターンに従
って定めたパルスレートデータ(相励磁時間データ)を
補正時間△Tで補正し、上述の決定した時間に対し2相
励磁時間を長く、1相励磁時間を短くし、2相励磁時の
トルク低下を防ぎ、トルクバランスを安定化する。
って定めたパルスレートデータ(相励磁時間データ)を
補正時間△Tで補正し、上述の決定した時間に対し2相
励磁時間を長く、1相励磁時間を短くし、2相励磁時の
トルク低下を防ぎ、トルクバランスを安定化する。
又、この実施例では、加減速を同一特性で行うため、同
一のパルスレートテーブルで加減速を実行できる。
一のパルスレートテーブルで加減速を実行できる。
(c)他の実施例の説明 上述の実施例では、加速、定速、減速とも相励磁時間を
補正しているが、負荷や要求される特性に応じて、加減
速時と減速時のみ、加速時のみ、減速時のみ、定速時の
みこれを行ってもよい。例えば、加速時のみ行えば、加
速時のトルク不足を解消し、且つトルクバランスも安定
するから、高速且つ安定な加速ができ、減速時のみ行え
ば、大負荷に対しても減速トルク不足を解消し且つトル
クバランスも安定するから、高速且つ安定な減速がで
き、更に停止位置精度も向上する。
補正しているが、負荷や要求される特性に応じて、加減
速時と減速時のみ、加速時のみ、減速時のみ、定速時の
みこれを行ってもよい。例えば、加速時のみ行えば、加
速時のトルク不足を解消し、且つトルクバランスも安定
するから、高速且つ安定な加速ができ、減速時のみ行え
ば、大負荷に対しても減速トルク不足を解消し且つトル
クバランスも安定するから、高速且つ安定な減速がで
き、更に停止位置精度も向上する。
又、定速時も行えば、トルクバランスの安定した定速送
りが可能となり、速度ムラの少ない高精度の定速送りが
できる。
りが可能となり、速度ムラの少ない高精度の定速送りが
できる。
次に、上述の実施例では、加速と減速時に同一のパルス
レートテーブルを用いているが、別のテーブルを設けて
もよく、この場合、加速特性と減速特性を変化すること
ができる。。同様に、補正時間△Tは加速、定速、減速
で同一である必要はなく、ステップモータの特性、要求
される特性等によって加速、定速、減速で変えてもよ
く、更に加速時、減速時でも加速段階、減速段階で変化
させてもよい。
レートテーブルを用いているが、別のテーブルを設けて
もよく、この場合、加速特性と減速特性を変化すること
ができる。。同様に、補正時間△Tは加速、定速、減速
で同一である必要はなく、ステップモータの特性、要求
される特性等によって加速、定速、減速で変えてもよ
く、更に加速時、減速時でも加速段階、減速段階で変化
させてもよい。
又、補正時間△Tによって補正を行うのに、毎回行う必
要はなく、例えば1回置き毎等に行ってもよく、運転パ
ターンに応じて最もトルク不足が想定されているところ
で行うようにしてもよい。
要はなく、例えば1回置き毎等に行ってもよく、運転パ
ターンに応じて最もトルク不足が想定されているところ
で行うようにしてもよい。
更に、2相ステップモータの1−2相励磁について説明
したが、5相ステップモータの2−3相励磁の如きN相
ステップモータの(m−1)−m相励磁に適用でき、し
かも、1−2相励磁の半分のステップ角の可能なクォー
ターステップ駆動に用いてもよい。同様に、ステップモ
ータの駆動をユニポーラ駆動で説明したが、周知のバイ
ポーラ駆動によってもよく、MPU3でタイマ機能を果して
いるがタイマを別途設けてもよく、回転型ステップモー
タに限らず、リニア型ステップモータにも適用できる。
したが、5相ステップモータの2−3相励磁の如きN相
ステップモータの(m−1)−m相励磁に適用でき、し
かも、1−2相励磁の半分のステップ角の可能なクォー
ターステップ駆動に用いてもよい。同様に、ステップモ
ータの駆動をユニポーラ駆動で説明したが、周知のバイ
ポーラ駆動によってもよく、MPU3でタイマ機能を果して
いるがタイマを別途設けてもよく、回転型ステップモー
タに限らず、リニア型ステップモータにも適用できる。
以上本発明を一実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。
以上説明した様に、本発明によれば、次の効果を奏す
る。
る。
加減速のための各励磁時間に、補正時間を加算してm
相励磁時間とし、補正時間を減算して(m−1)相励磁
時間としたので、加減速制御において、速度ムラがな
く、高精度の送りができる。
相励磁時間とし、補正時間を減算して(m−1)相励磁
時間としたので、加減速制御において、速度ムラがな
く、高精度の送りができる。
又、最大応答周波数を向上できるため、高速の加減速
駆動ができる。
駆動ができる。
補正時間を加速と減速で共通としたので、1つの加速
カーブにより、一方向の読み出しで加速、反対方向の読
み出しで減速ができ、加減速の励磁時間のテーブルの容
量を少なくでき、且つプロセッサの処理も簡易となる。
カーブにより、一方向の読み出しで加速、反対方向の読
み出しで減速ができ、加減速の励磁時間のテーブルの容
量を少なくでき、且つプロセッサの処理も簡易となる。
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明のための一実施例構成図、 第3図は本発明の一実施例運転パターン説明図、 第4図及び第5図は本発明の一実施例動作処理フロー
図、 第6図及び第7図は従来技術の説明図である。 図中、1……ステップモータ、 2……励磁回路、 3……プロセッサ、 4……メモリ、 5……I/Oポート。
図、 第6図及び第7図は従来技術の説明図である。 図中、1……ステップモータ、 2……励磁回路、 3……プロセッサ、 4……メモリ、 5……I/Oポート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高清水 由広 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 平石 光則 兵庫県加東郡社町佐保35番 富士通周辺機 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−20797(JP,A) 特開 昭60−200798(JP,A) 特開 昭60−32597(JP,A) 特開 昭61−203898(JP,A) 特開 昭59−204496(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】ステップモータの励磁相数を交互に変化し
て、該ステップモータを駆動すると共に、該励磁相数の
多い方の励磁時間を長くし、励磁相数の少ない方の励磁
時間を短くして駆動するステップモータ駆動方法におい
て、 所定の加減速特性に従って定めた励磁時間に対し、補正
時間を加算した前記励磁相数の多い方の励磁時間と、前
記補正時間を減算した前記励磁相数の少ない方の励磁時
間とをメモリに格納しておき、 プロセッサが、加速に対しては、前記メモリから一方向
に前記励磁相数が多い方の励磁時間と前記励磁相数の少
ない励磁時間とを交互に読み出して、減速に対しては、
前記メモリから反対方向に、前記励磁相数の多い方の励
磁時間と前記励磁相数の少ない励磁時間とを交互に読み
出して、各励磁時間の経過毎に、前記ステップモータの
励磁相数の切り換え制御を行うことを特徴とするステッ
プモータ駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25532986A JPH0797919B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | ステップモータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25532986A JPH0797919B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | ステップモータの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110993A JPS63110993A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0797919B2 true JPH0797919B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=17277273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25532986A Expired - Fee Related JPH0797919B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | ステップモータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797919B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006353096A (ja) * | 2006-08-11 | 2006-12-28 | Nsk Ltd | ブラシレスモータ及びその駆動制御装置 |
| JP5350288B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2013-11-27 | 山佐株式会社 | 遊技機 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25532986A patent/JPH0797919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110993A (ja) | 1988-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |