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JP2549508B2 - Closed loop drive control method for stepping motor - Google Patents

Closed loop drive control method for stepping motor

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Publication number
JP2549508B2
JP2549508B2 JP61110399A JP11039986A JP2549508B2 JP 2549508 B2 JP2549508 B2 JP 2549508B2 JP 61110399 A JP61110399 A JP 61110399A JP 11039986 A JP11039986 A JP 11039986A JP 2549508 B2 JP2549508 B2 JP 2549508B2
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Japan
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stepping motor
excitation
rotor
torque
phase
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國義 丸島
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Oriental Motor Co Ltd
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Oriental Motor Co Ltd
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は、ロータ位置信号と回転指令信号とに基いて
相励磁状態を切換えてステッピングモータを回転駆動す
るステッピングモータの閉ループ駆動制御方法に関し、
更に詳しくは、ステッピングモータの減速時にブレーキ
力を発生せしめるようにした閉ループ駆動制御方法に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a closed loop drive control method for a stepping motor, which switches a phase excitation state based on a rotor position signal and a rotation command signal to drive a stepping motor to rotate.
More specifically, it relates to a closed loop drive control method for generating a braking force when the stepping motor is decelerated.

b.従来の技術 第5図は従来公知のステッピングモータ駆動装置を示
すものであって、同図において、1はステッピングモー
タ、2はステッピングモータ1のロータ、3はロータ2
の一端に同軸状に固着されたエンコーダ(位置検出
器)、4は光源、5は光電素子、6は制御回路、A,,
B,はモータ各相の巻線である。上述のエンコーダ3の
外周縁には例えば7.2゜間隔毎に50個の円形スリット7
が形成されており、4対の光源4と光電素子5とが円形
スリット7の両側において互いに対向配置されている。
そして、ロータ2が1.8゜回転する毎に4つの光電素子
5から例えば高レベルの信号が順次出力されるようにな
っている。
b. Prior Art FIG. 5 shows a conventionally known stepping motor driving device, in which 1 is a stepping motor, 2 is a rotor of the stepping motor 1, and 3 is a rotor 2.
An encoder (position detector) fixed coaxially to one end of 4, a light source 5, a photoelectric element 5, a control circuit 6, A ,,
B, is a winding for each phase of the motor. For example, 50 circular slits 7 are provided at the outer peripheral edge of the encoder 3 at intervals of 7.2 °.
Are formed, and four pairs of light sources 4 and photoelectric elements 5 are arranged to face each other on both sides of the circular slit 7.
Then, every time the rotor 2 rotates by 1.8 °, for example, high level signals are sequentially output from the four photoelectric elements 5.

また、上述の制御回路6は、光電素子5からのロータ
位置信号及び図外の指令回路からのステッピングモータ
回転指令信号とに基いて所定の励磁状態を作り出す論理
回路と、巻線電流を論理回路の出力に基いてON−OFFす
るパワー・スイッチング回路とから構成されており、こ
の制御回路6によって巻線A,,B,が選択的に励磁さ
れるようになっている。すなわち、ロータ位置信号とス
テッピングモータ回転指令信号とにより、ステッピング
モータ1の加速,減速或いは定速運転にも最も適した相
励磁シーケンスが決定され、これによりステッピングモ
ータ1が回転駆動されるようになっている。ところで、
従来では、高速回転状態のステッピングモータ1を減速
させるときには、進み角(リード・アングル)を0ステ
ップにするようにしていた。なお、ここで“進み角”と
は、ステッピングモータ1の相励磁切換点から数えて、
何ステップ先、或いは何ステップ前を励磁するかという
値をいい、単位は“ステップ”である。さらに詳しく
は、“進み角”とは、ステッピングモータに設置された
エンコーダ等からの信号によって決定される励磁切換点
における次の励磁相の励磁安定点までの距離を表わす用
語である。そして、“進み角”には大別して2種類あ
り、「正(+)の進み角」と「負(−)の進み角」があ
り、正の進み角とはロータに対して加速トルクを発生さ
せる励磁相を選択することであり、負の進み角とは制動
トルクを発生させる励磁相を選択することを意味する。
一般的には、励磁相間の電気的距離は電気角(例えば、
2相モータにあっては90度)で示される一方、“ステッ
プ”という単位はロータの回転角度を表現する時に多用
され、ある相の励磁安定点から隣合う相の励磁安定点ま
でのロータの回転角度を1ステップ(例えば、2相モー
タにあってはA相の励磁安定点からB相の励磁安定点ま
での距離)と表現することが多い。しかし、本願明細書
においては、上述のような概念の表示方法を採用せず、
“ステップ”という単位を用いて、励磁切換点において
現在の励磁相から次に励磁する相までの電気的距離を示
すようにしている。すなわち、本願明細書では、励磁切
換点において現在の励磁相から次に励磁する相の励磁安
定点までの電気的距離を“ステップ”という単位にてそ
の大きさを表示するようにしている。なお、互いに隣り
合う励磁相間は1ステップである。
The control circuit 6 described above includes a logic circuit that produces a predetermined excitation state based on the rotor position signal from the photoelectric element 5 and a stepping motor rotation command signal from a command circuit (not shown), and a winding current logic circuit. And a power switching circuit which is turned on / off based on the output of the control circuit 6. The control circuit 6 selectively energizes the windings A, B. That is, the phase excitation sequence most suitable for acceleration, deceleration or constant speed operation of the stepping motor 1 is determined by the rotor position signal and the stepping motor rotation command signal, whereby the stepping motor 1 is driven to rotate. ing. by the way,
Conventionally, when decelerating the stepping motor 1 in the high-speed rotation state, the lead angle is set to 0 step. Here, the "lead angle" is counted from the phase excitation switching point of the stepping motor 1,
It is a value indicating how many steps ahead or how many steps before is excited, and the unit is "step". More specifically, the "advance angle" is a term that represents the distance to the excitation stable point of the next excitation phase at the excitation switching point determined by the signal from the encoder or the like installed in the stepping motor. There are roughly two types of "advance angle", and there are "positive (+) advance angle" and "negative (-) advance angle". The positive advance angle generates acceleration torque for the rotor. The negative lead angle means that the excitation phase for generating the braking torque is selected.
In general, the electrical distance between the excitation phases is the electrical angle (eg,
In the case of a two-phase motor, it is expressed as 90 degrees), while the unit called "step" is often used when expressing the rotation angle of the rotor, and the rotor from the stable excitation point of one phase to the stable excitation point of the adjacent phase is The rotation angle is often expressed as one step (for example, in the case of a two-phase motor, the distance from the A-phase excitation stable point to the B-phase excitation stable point). However, in this specification, the display method of the concept as described above is not adopted,
The unit called "step" is used to indicate the electrical distance from the current excitation phase to the next excitation phase at the excitation switching point. That is, in the present specification, the magnitude of the electrical distance from the current excitation phase to the excitation stable point of the next excitation phase at the excitation switching point is displayed in the unit of "step". Note that there is one step between the mutually adjacent excitation phases.

しかして、相励磁切換点より先を励磁する場合は正の
値の進み角となって加速状態となり、その手前を励磁す
る場合は負の値の進み角となって減速状態となる。上述
の如く減速時に進み角を0ステップにすると、回転中の
ロータ2を常に現在位置に停止せしめようとする作用を
呈する相が自動的に励磁され、その結果、ロータ2には
ブレーキ力が作用することとなる。従来は、このような
0ステップの進み角によるブレーキ作用にて、減速時の
ロータ2の回転停止を行なうようにしていた。
Therefore, when exciting ahead of the phase excitation switching point, the lead angle becomes a positive value and the acceleration state occurs, and when exciting before that, the lead angle becomes a negative value and the deceleration state occurs. As described above, when the advance angle is set to 0 step during deceleration, the phase exhibiting the action of always stopping the rotating rotor 2 at the current position is automatically excited, and as a result, the braking force acts on the rotor 2. Will be done. Conventionally, the rotation of the rotor 2 is stopped at the time of deceleration by the braking action based on the advance angle of 0 step.

c.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ステッピングモータにおける加速及び
減速トルクは励磁安定点とロータの位相差に比例するた
め、進み角を0ステップにした場合には、最大位相差が
1ステップ(第4図においてBからの範囲α)とな
り、ロータの回転方向とは逆向きに働くトルクの変動が
大きく、しかも平均トルク値が小さい。また、ステッピ
ングモータ巻線のインダクタンスの影響によって、励磁
電流の立上がりに時間を要する。
c. Problems to be Solved by the Invention However, since the acceleration and deceleration torques in the stepping motor are proportional to the phase difference between the excitation stable point and the rotor, when the lead angle is set to 0 step, the maximum phase difference is 1 step. (Range α from B in FIG. 4), the fluctuation of the torque acting in the direction opposite to the rotation direction of the rotor is large, and the average torque value is small. Further, it takes time for the exciting current to rise due to the influence of the inductance of the stepping motor winding.

このため、従来より行なわれていた0ステップの進み
角による減速では、強力で安定した制動トルクを得るこ
とができないという大きな問題点があった。
Therefore, there has been a big problem that a strong and stable braking torque cannot be obtained by the deceleration with the advance angle of 0 step which has been conventionally performed.

また、ロータの減速時に相切替決定器からの制御信号
に基づいて所定の相を励磁することによって制動トルク
を得るようにしたものが特開昭59−165993号として提案
されているが、この場合には制動トルクに可成り大きな
脈動を生じる(トルク変動が大きい)上に、制動トルク
の平均値が小さいといった問題点を有していた。
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-165993 proposes a system in which a braking torque is obtained by exciting a predetermined phase based on a control signal from a phase switching determiner during deceleration of a rotor. Had a problem in that a large pulsation was generated in the braking torque (the torque fluctuation was large) and the average value of the braking torque was small.

また、特開昭49−62915号には、隣り合った相のトル
クが等しくなる点で励磁相を切換えて制動トルクを発生
させ、これにより負の最大トルクを含む範囲で最も大き
な制動トルクを利用するようにしたステッピングモータ
の制御方式が提案されているが、その内容は理想条件の
下での励磁を前提としており、実際の施行にあたっては
常に負の最大トルクを得ることができるとは限らないの
が実状である。その理由は、励磁電流の制御にあたって
はステッピングモータのモータ定数及び駆動回路の定数
により、少なからず励磁電流の時間的遅れが存在するた
め、必ずしも常に負の最大トルクを利用することができ
るとは限らないからである。
Further, in JP-A-49-62915, the excitation phase is switched at the point where the torques of the adjacent phases are equal to each other to generate the braking torque, whereby the largest braking torque is used in the range including the maximum negative torque. Although a control method of a stepping motor has been proposed, the content of it is premised on excitation under ideal conditions, and it is not always possible to obtain a negative maximum torque in actual implementation. Is the actual situation. The reason is that in controlling the exciting current, there is a considerable time delay in the exciting current due to the motor constant of the stepping motor and the constant of the drive circuit, so it is not always possible to always use the maximum negative torque. Because there is no.

本発明は上述の如き問題点を解決するためになされた
ものであって、その目的は、ステッピングモータの種類
等に応じて負の進み角を選択することにより制動時に負
の最大トルクを確実に得ることができて励磁電流の立ち
上がりの遅れ特性に起因する制動トルクの低下を抑制す
ることができ、トルク変動が少なくかつ平均値トルクの
大きな制動トルクを得ることができるようなステッピン
グモータの閉ループ駆動制御方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to ensure a negative maximum torque during braking by selecting a negative lead angle according to the type of a stepping motor or the like. Closed-loop drive of a stepping motor that can obtain a braking torque that can be obtained and that can suppress a decrease in the braking torque due to the delay characteristic of the rising of the exciting current and that has a small torque fluctuation and a large average value torque. It is to provide a control method.

d.問題点を解決するための手段 既述の問題点を解決するために、本発明では、ロータ
位置信号と回転指令信号とに基づいて、励磁状態を切換
えてステッピングモータを回転駆動するステッピングモ
ータの閉ループ駆動制御方法において、ロータの互いに
隣り合う励磁安定点の中間点を励磁切換点とし、 互いに隣り合う励磁相間を1ステップとして、 ステッピングモータの減速モード時には、制御すべき
ステッピングモータについての励磁電流の立ち上がりの
時間的な遅れに応じて、励磁切換点より手前の進み角で
ある−0.5,−1.5,−2.5及び−3.5ステップの複数の負の
進み角の中から、負の最大トルク値を含む範囲で変化す
る負のトルクが前記ロータに作用するような負の進み角
を選択して励磁相を切換えることにより、励磁電流の立
ち上がりの時間的な遅れに起因する制動トルクの低下を
抑制するようにしている。
d. Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a stepping motor that switches the excitation state and rotationally drives the stepping motor based on the rotor position signal and the rotation command signal. In the closed loop drive control method, the intermediate point of the excitation stable points adjacent to each other of the rotor is set as the excitation switching point, and the adjacent excitation phases are defined as one step. In the deceleration mode of the stepping motor, the excitation current for the stepping motor to be controlled is set. Depending on the time delay of the rising edge of, the negative maximum torque value is selected from the multiple negative lead angles of -0.5, -1.5, -2.5 and -3.5 steps which are the lead angles before the excitation switching point. By selecting a negative lead angle such that a negative torque that changes in the range including that acts on the rotor and switching the excitation phase, A reduction in braking torque due to a time delay is suppressed.

以下、本発明の一実施例に付き第1図〜第4図を参照
して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図は、本発明に係るステッピングモータの閉ルー
プ駆動制御方式を実施するためのステッピングモータ駆
動装置の構成図であって、同図において、10はステッピ
ングモータ、11はロータ、12はロータ11の回転位置を検
出する位置検出器、13は位置検出器12から出力されるロ
ータ位置信号に基いて回転方向信号及び回転速度信号を
出力する変換回路、14はステッピングモータ10を駆動制
御する相励磁シーケンサーである。
FIG. 1 is a block diagram of a stepping motor drive device for implementing a closed loop drive control system for a stepping motor according to the present invention. In FIG. 1, 10 is a stepping motor, 11 is a rotor, and 12 is a rotor 11. A position detector that detects the rotational position, 13 is a conversion circuit that outputs a rotation direction signal and a rotation speed signal based on the rotor position signal output from the position detector 12, and 14 is a phase excitation sequencer that drives and controls the stepping motor 10. Is.

上述の相励磁シーケンサー14には、位置検出器12から
出力されるロータ位置信号と、変換回路13から出力され
る回転方向信号及び回転速度信号とがロータ回転情報信
号として供給されると共に、図外の指令回路からスター
ト/ストップ指令信号、正転/反転指令信号及び加速/
減速指令信号等から成るステッピングモータ回転指令信
号が供給され、これらの信号に基いて所定の相励磁信号
が相励磁シーケンサー14からステッピングモータ10に供
給されるようになっている。
The above-described phase excitation sequencer 14 is supplied with the rotor position signal output from the position detector 12 and the rotation direction signal and rotation speed signal output from the conversion circuit 13 as rotor rotation information signals, and Start / stop command signal, forward / reverse command signal and acceleration /
A stepping motor rotation command signal including a deceleration command signal and the like is supplied, and a predetermined phase excitation signal is supplied from the phase excitation sequencer 14 to the stepping motor 10 based on these signals.

第2図は、ステッピングモータ10のロータ11が時計方
向(CW方向)に回転している時の励磁安定点と、位置検
出器12から出力されるロータ位置信号との関係を表わし
た図である。第2図において、A,B,,はステッピン
グモータ巻線を示し、*印は1−2相励磁シーケンスに
おけるロータ11の安定点を示し、S0〜S7は1−2相励磁
において相励磁シーケンスが切換る励磁切換点(スイッ
チングポイント)を示している。第2図から明かなよう
に、励磁切換点S0〜S7は励磁安定点*の間の領域の中間
点に設定されている。また、第2図において、チャンネ
ルA,及びチャンネルBは位置検出器のAチャンネルとB
チャンネルの出力信号を示している。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the excitation stable point and the rotor position signal output from the position detector 12 when the rotor 11 of the stepping motor 10 is rotating clockwise (CW direction). . In FIG. 2, A, B ,, indicate stepping motor windings, * indicates a stable point of the rotor 11 in the 1-2 phase excitation sequence, and S 0 to S 7 indicate phase excitation in the 1-2 phase excitation. The excitation switching point (switching point) at which the sequence is switched is shown. As is clear from FIG. 2, the excitation switching points S 0 to S 7 are set at the intermediate points of the region between the excitation stable points *. Also, in FIG. 2, channel A and channel B are A and B of the position detector.
The output signal of the channel is shown.

次に、励磁電流の立ち上がりに時間的な遅れが全くな
いような理想的条件下の場合につき先ず説明する。本例
では、減速領域においてロータ11が時計方向に回転して
いる時に進み角を−1.5ステップで反時計方向(CCW方
向)に回転せしめるように励磁するような方式を採用し
ており、第3図はこの場合の相励磁シーケンスを示して
いる。
Next, the case of an ideal condition in which there is no time delay in the rise of the exciting current will be described first. In this example, when the rotor 11 is rotating clockwise in the deceleration region, a method is adopted in which the advance angle is excited so as to rotate the lead angle counterclockwise (CCW direction) in −1.5 steps. The figure shows the phase excitation sequence in this case.

第3図に示す相励磁シーケンスを説明すると、以下の
通りである。
The phase excitation sequence shown in FIG. 3 will be described below.

まず、相励磁シーケンサー14に減速信号が入力される
と、ステッピングモータ10のロータ11の回転位置に対応
して位置検出器12から出力されるロータ位置信号と、既
述の回転指令信号とに基いて、進み角が−1.5ステップ
になるような相励磁シーケンスが相励磁シーケンサー14
によって選択される。すなわち、ロータ11が例えば第3
図に示すスイッチングポイントS3を時計方向に通過する
場合には、B相のステッピングモータ巻線Bが励磁され
る。このため、ステッピングモータ巻線Bに対するロー
タ11の安定点の位置はスイッチングポイントS3から見て
1.5ステップだけ手前(−1.5ステップ)となる。このよ
うに、本例の場合には、常に全てのスイッチングポイン
トS1〜S7において、−1.5ステップの進み角にて相励磁
される。この結果、時計方向に回転するロータには常
に、これとは逆向き(反時計方向)にロータ11を回転さ
せようとする制動トルクが働き、ロータ11は相励磁が切
換わった直後から強力な制動トルクにて急速に停止され
ることとなる。
First, when a deceleration signal is input to the phase excitation sequencer 14, the rotor position signal output from the position detector 12 corresponding to the rotational position of the rotor 11 of the stepping motor 10 and the rotation command signal described above are used as the basis. And the phase excitation sequence is such that the lead angle becomes -1.5 steps.
Selected by. That is, the rotor 11 is, for example, the third
When passing the switching point S 3 shown in the figure in the clockwise direction, the B-phase stepping motor winding B is excited. Therefore, the position of the stable points of the rotor 11 with respect to the stepping motor winding B is viewed from the switching point S 3
It is 1.5 steps ahead (-1.5 steps). Thus, in the case of this example, always in all switching points S 1 to S 7, is phase excitation at the lead angle of -1.5 steps. As a result, a braking torque that tries to rotate the rotor 11 in the opposite direction (counterclockwise) always acts on the rotor that rotates clockwise, and the rotor 11 becomes strong immediately after the phase excitation is switched. It will be stopped rapidly by the braking torque.

この理由について、第4図を参照して以下に更に詳述
する。
The reason for this will be described in more detail below with reference to FIG.

ステッピングモータ10が発生するトルクはそのスティ
フネス特性(角度−トルク特性)に基いて第4図のよう
に表わすことができる。第4図に示すステッピングモー
タのスティフネス特性図は、ロータ11がある励磁安定点
にある時を基準として、横軸に相励磁位相差(角)をと
り、縦軸にその時の発生トルクを示したものであり、通
常はサイン関数で近似される。第4図のスティフネス特
性から明らかなように、位相差(角)が0〜−4ステッ
プの範囲においてはマイナストルク、すなわち減速トル
クであり、0〜+4ステップの範囲においてはプラスト
ルク、すなわち、加速トルクとなる。また、ここでロー
タ11の基準安定点を相とすると、これより2ステップ
手前、すなわちB相を励磁した場合は負の最大減速トル
クを発生する。なお、加速トルクの最大値は+2ステッ
プの点である。
The torque generated by the stepping motor 10 can be expressed as shown in FIG. 4 based on its stiffness characteristic (angle-torque characteristic). In the stiffness characteristic diagram of the stepping motor shown in FIG. 4, the horizontal excitation indicates the phase excitation phase difference (angle) with the rotor 11 at a certain excitation stable point as the reference, and the vertical axis shows the generated torque at that time. And is usually approximated by a sine function. As is clear from the stiffness characteristics in FIG. 4, the phase difference (angle) is negative torque, that is, deceleration torque, in the range of 0 to -4 steps, and positive torque, that is, acceleration, in the range of 0 to +4 steps. It becomes torque. If the reference stable point of the rotor 11 is a phase here, a negative maximum deceleration torque is generated two steps before this, that is, when the B phase is excited. The maximum value of the acceleration torque is +2 steps.

本例ではステッピングモータ10の減速時における進み
角を既述の如く−1.5ステップとして相励磁するように
しているため、ロータ11には制動トルクが作用すること
となるが、ロータ11は負荷の慣性によって時計方向への
回転が継続され、例えばスイッチングポイントS3から次
のスイッチングポイントS4に達する。なお、このスイッ
チングポイントS4に達する直前では位相差は2.5ステッ
プに達している。
In this example, since the advance angle at the time of deceleration of the stepping motor 10 is set to −1.5 step to perform the phase excitation as described above, the braking torque acts on the rotor 11, but the rotor 11 does not have the inertia of the load. The rotation in the clockwise direction is continued by, for example, from the switching point S 3 to the next switching point S 4 . The phase difference reaches 2.5 steps immediately before reaching the switching point S 4 .

従って、ロータ11と励磁安定点との間でとり得る位相
差の範囲は−1.5〜−2.5ステップとなる。このため、減
速時の制動トルクは、第4図のスティフネス特性図にお
いて負の最大トルク値(−TH)を中心とした連続範囲β
(従来では、範囲α)となり、トルク変動が小さくかつ
平均トルク値の大きい、最適な制動トルクを得ることが
できる。
Therefore, the range of possible phase difference between the rotor 11 and the stable excitation point is -1.5 to -2.5 steps. Therefore, the braking torque at the time of deceleration, a continuous range around the negative maximum torque value (-T H) in stiffness characteristic diagram of Figure 4 β
(In the prior art, the range is α), and it is possible to obtain an optimum braking torque with a small torque fluctuation and a large average torque value.

しかしながら、上述の理論は励磁電流の立ち上がりが
理想的特性の下にある場合にのみ有効なものであり、励
磁電流の立ち上がりに時間的な遅れが生じるときには、
実用に供し得ない場合がある。すなわち、実際の制御系
にあっては、励磁信号と励磁電流とは時間軸に対し一致
することは少なく、多くの場合、励磁電流の立ち上がり
が時間的に遅れる現象が発生するが、この遅れ時間はス
テッピングモータのモータ定数及び駆動回路の定数で決
まり、その値を正確に把握することが難しいのが実状で
ある。このように励磁電流の立ち上がりに時間的な遅れ
を生じているにも拘らず、既述のような理想的条件下で
定めた励磁切換方式でステッピングモータを駆動した場
合には、モータ減速時に負の最大トルクを含む範囲の制
動トルクすなわちトルク変動が小さくかつ平均トルク値
の大きい最適な制動トルクを得ることができないことと
なる。そこで、励磁電流の立ち上がりの遅れ現象に対処
するために、励磁開始時点の進み角を−1.5に限定する
のではなく、−0.5,−2.5或いは−3.5ステップとするこ
とが現実的に有効(負の最大トルクを含む範囲の制動ト
ルクを得るのに有効)である場合がある。
However, the above theory is valid only when the rising of the exciting current is under the ideal characteristics, and when a rising time of the rising of the exciting current occurs,
It may not be put to practical use. That is, in an actual control system, the excitation signal and the excitation current rarely coincide with each other on the time axis, and in many cases, the rise of the excitation current is delayed in time. Is determined by the motor constant of the stepping motor and the constant of the drive circuit, and it is difficult to accurately grasp the value. Even if there is a time delay in the rise of the exciting current in this way, when the stepping motor is driven by the excitation switching method defined under the ideal conditions as described above, when the stepping motor is decelerated, Therefore, it is not possible to obtain an optimum braking torque in a range including the maximum torque, that is, a small torque fluctuation and a large average torque value. Therefore, in order to deal with the delay phenomenon of the rising of the exciting current, it is practically effective to set the lead angle at the start of excitation to −0.5, −2.5 or −3.5 steps instead of limiting it to −1.5. Effective to obtain a braking torque in a range including the maximum torque of).

従って、本発明では、制御すべきステッピングモータ
についての励磁電流の立ち上がりの時間的な遅れを予め
実験等にて測定しておき、その結果を基に、ステッピン
グモータの減速モード時における進み角を設定するよう
にしている。具体的には、制御すべきステッピングモー
タについての励磁電流の立ち上がりの時間的な遅れに応
じて、励磁切換点より手前の進み角である−0.5,−1.5,
−2.5及び−3.5ステップの複数の負の進み角の中から、
負の最大トルク値を含む範囲で変化する負のトルクが前
記ロータに作用するような負の進み角を選択して励磁相
を切換えるようにし、これにより、励磁電流の立ち上が
りの時間的な遅れに起因する制動トルクの低下を抑制す
るようにしている。
Therefore, in the present invention, the time delay of the rising of the exciting current of the stepping motor to be controlled is measured in advance by an experiment or the like, and the lead angle in the deceleration mode of the stepping motor is set based on the result. I am trying to do it. Specifically, according to the time delay of the rising of the exciting current for the stepping motor to be controlled, it is the lead angle before the excitation switching point -0.5, -1.5,
From multiple negative lead angles of −2.5 and −3.5 steps,
By selecting a negative lead angle such that a negative torque that changes in the range including the maximum negative torque value acts on the rotor, the excitation phase is switched. The reduction of the braking torque resulting from this is suppressed.

以上、本発明の一実施例に付き説明したが、本発明は
既述の実施例に限定されることなく、本発明の技術的理
想に基いて各種の変形及び変更が可能である。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made based on the technical ideal of the present invention.

e.発明の効果 以上の如く、本発明は、ステッピングモータの減速モ
ード時には、制御すべきステッピングモータについての
励磁電流の立ち上がりの時間的な遅れに応じて、励磁切
換点より手前の進み角である−0.5,−1.5,−2.5及び−
3.5ステップの複数の負の進み角の中から、負の最大ト
ルク値を含む範囲で変化する負のトルクが前記ロータに
作用するような負の進み角を選択して励磁相を切換える
ステッピングモータの減速時に負の進み角で相励磁を行
なうようにしたものであるから、滑らかでしかも最も大
きな負のトルクを含む範囲のトルクを制動トルクとして
有効利用することができることとなり、従来より行なわ
れていた0ステップの進み角による相励磁の場合に比べ
て、制動トルクの変動(脈動)が小さくかつ平均値の大
きな制動トルクを得ることができる。従って、本発明に
よれば、ステッピングモータを安定にしかも急速に減速
して急停止せしめることができ、ひいてはロータの迅速
な位置決めを行なうことができる。
e. Effects of the Invention As described above, in the present invention, in the deceleration mode of the stepping motor, the advance angle before the excitation switching point is set according to the time delay of the rising of the excitation current for the stepping motor to be controlled. −0.5, −1.5, −2.5 and −
From a plurality of negative lead angles of 3.5 steps, a stepping motor that switches the excitation phase by selecting a negative lead angle such that a negative torque that changes in the range including the maximum negative torque value acts on the rotor Since the phase excitation is performed with a negative lead angle during deceleration, it is possible to effectively use the torque in the range including the smooth and largest negative torque as the braking torque, which has been conventionally performed. It is possible to obtain a braking torque with a small fluctuation (pulsation) of the braking torque and a large average value as compared with the case of the phase excitation with the lead angle of 0 step. Therefore, according to the present invention, the stepping motor can be stably and rapidly decelerated to be stopped suddenly, and in turn, the rotor can be quickly positioned.

また特に、本発明では、制動時には、ステッピングモ
ータのモータ定数及び駆動回路の定数により決まる励磁
電流の立ち上がりの時間的な遅れに応じて、負の進み角
の数値設定を選択的に行い、これにより負の最大トルク
を含む範囲の制動トルクをロータに作用させるようにし
ているので、1スティフネスサイクルのうちの好ましい
負トルク範囲を選択して確実に設定することができ、種
々のステッピングモータの特性の各々に最も適合した制
動トルクをロータに付与することができる。
Further, in particular, in the present invention, during braking, the numerical value of the negative lead angle is selectively set according to the time delay of the rising of the exciting current determined by the motor constant of the stepping motor and the constant of the drive circuit. Since the braking torque in the range including the negative maximum torque is applied to the rotor, a preferable negative torque range in one stiffness cycle can be selected and set reliably, and the characteristics of various stepping motors can be controlled. The most suitable braking torque for each can be applied to the rotor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第4図は本発明に係るステッピングモータの閉
ループ駆動制御方式を説明するためのものであって、第
1図はステッピングモータの駆動回路の回路図、第2図
はステッピングモータの励磁安定点と位置検出器からの
出力信号との関係を示すタイムチャート、第3図は相励
磁シーケンスの説明図、第4図はステッピングモータの
スティフネス特性図、第5図は従来公知のステッピング
モータ駆動装置の構成図である。 10……ステッピングモータ、 11……ロータ、 12……位置検出器、 13……変換回路、 14……相励磁シーケンサー。
1 to 4 are for explaining a closed loop drive control system of a stepping motor according to the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a stepping motor drive circuit, and FIG. 2 is an excitation of the stepping motor. A time chart showing the relationship between the stable point and the output signal from the position detector, FIG. 3 is an explanatory diagram of a phase excitation sequence, FIG. 4 is a stiffness characteristic diagram of a stepping motor, and FIG. 5 is a conventionally known stepping motor drive. It is a block diagram of an apparatus. 10 …… Stepping motor, 11 …… Rotor, 12 …… Position detector, 13 …… Conversion circuit, 14 …… Phase excitation sequencer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ロータ位置信号と回転指令信号とに基づい
て、励磁状態を切換えてステッピングモータを回転駆動
するステッピングモータの閉ループ駆動制御方法におい
て、 ロータの互いに隣り合う励磁安定点の中間点を励磁切換
点とし、 互いに隣り合う励磁相間を1ステップとして、 ステッピングモータの減速モード時には、制御すべきス
テッピングモータについての励磁電流の立ち上がりの時
間的な遅れに応じて、励磁切換点より手前の進み角であ
る−0.5,−1.5,−2.5及び−3.5ステップの複数の負の進
み角の中から、負の最大トルク値を含む範囲で変化する
負のトルクが前記ロータに作用するような負の進み角を
選択して励磁相を切換えることにより、 励磁電流の立ち上がりの時間的な遅れに起因する制動ト
ルクの低下を抑制するようにしたこと を特徴とするステッピングモータの閉ループ駆動制御方
法。
1. A closed loop drive control method for a stepping motor, wherein an excitation state is switched based on a rotor position signal and a rotation command signal to drive a stepping motor to rotate. In a method, a midpoint between adjacent excitation stable points of a rotor is excited. In the stepping motor deceleration mode, the advance point before the excitation switching point is set according to the time delay of the rising of the excitation current of the stepping motor to be controlled. Among a plurality of negative lead angles of -0.5, -1.5, -2.5 and -3.5 steps, a negative lead angle such that a negative torque varying in a range including the maximum negative torque value acts on the rotor. Is selected to switch the excitation phase to suppress the decrease in braking torque due to the time delay of the rising of the excitation current. Closed loop drive control method of the stepping motor, characterized in that.
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