JP2008278686A - Stepping motor driver - Google Patents
Stepping motor driver Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008278686A JP2008278686A JP2007121338A JP2007121338A JP2008278686A JP 2008278686 A JP2008278686 A JP 2008278686A JP 2007121338 A JP2007121338 A JP 2007121338A JP 2007121338 A JP2007121338 A JP 2007121338A JP 2008278686 A JP2008278686 A JP 2008278686A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase difference
- stepping motor
- amplitude value
- coil
- correction amount
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータの駆動装置に関し、ステッピングモータを低振動かつ低騒音に駆動する技術に関するものである。 The present invention relates to a stepping motor driving apparatus, and relates to a technique for driving a stepping motor with low vibration and low noise.
近年、ステッピングモータは、デジタル・スチル・カメラやデジタル・ビデオ・カメラなどの撮影用電子機器において、ズーム、フォーカス、絞り、手ぶれ補正などの調整にも広く用いられている。 In recent years, stepping motors have been widely used for adjustments such as zoom, focus, aperture, and camera shake correction in photographing electronic devices such as digital still cameras and digital video cameras.
このように撮影用電子機器にステッピングモータを使用する場合、これに要求される特性の一つとして低騒音性が挙げられる。これは、動画の録画中にステッピングモータの駆動音がマイクに拾われて騒音として録音される可能性があるからである。 Thus, when using a stepping motor in a photographing electronic device, one of the characteristics required for this is low noise. This is because the driving sound of the stepping motor may be picked up by the microphone and recorded as noise during video recording.
ステッピングモータが振動や駆動音を発生する原因は数多くあるが、その例として、回転速度ムラや回転トルク変動が発生し、それによりステッピングモータの振動や駆動音が発生するということが挙げられる。 There are many reasons why a stepping motor generates vibrations and driving sounds. Examples of this include uneven rotation speed and fluctuations in rotational torque, which generate vibrations and driving sounds of the stepping motor.
従来は、ステッピングモータの振動や駆動音を抑制するためには、ステッピングモータの励磁信号は、
(1)等振幅
(2)相互の位相差が90度
である正弦波に近いほどよいとされていた。
Conventionally, in order to suppress the vibration and driving sound of the stepping motor, the excitation signal of the stepping motor is
(1) Equal amplitude (2) The closer to a sine wave whose phase difference is 90 degrees, the better.
しかし、実際は上記のような励磁信号で駆動しても、ステッピングモータの振動や駆動音を完全に抑制することができない。
図1に、ステッピングモータを前述のように等振幅で位相が90度ずれた正弦波の励磁信号にて駆動した場合の回転トルク変動の測定例を示す。このように、上記励磁信号にてステッピングモータを駆動しても、回転トルク変動が発生しており、振動や駆動音が発生してしまう。
However, actually, even when driven by the excitation signal as described above, the vibration and driving sound of the stepping motor cannot be completely suppressed.
FIG. 1 shows a measurement example of fluctuations in rotational torque when the stepping motor is driven by a sinusoidal excitation signal having a constant amplitude and a phase shift of 90 degrees as described above. Thus, even if the stepping motor is driven by the excitation signal, fluctuations in rotational torque are generated, and vibration and driving noise are generated.
撮影用電子機器が要求する低騒音性を満たすため、ステッピングモータを低騒音で駆動するためのステッピングモータ駆動装置として、例えば以下のような従来技術が挙げられる。 As a stepping motor driving device for driving the stepping motor with low noise in order to satisfy the low noise property required by the photographing electronic device, for example, the following conventional techniques can be cited.
上記のような従来のステッピングモータ駆動装置(例えば、特許文献1を参照)を以下に説明する。
図13に従来のステッピングモータ駆動装置の構成をブロック図で示す。図13において、ステッピングモータ駆動装置1は、クロック信号生成器2、アップ/ダウン信号生成器3、カウンタ4、ステッピングモータ11、パターン信号生成回路12、そしてドライバ回路13から構成される。パターン信号生成回路12は、ROM5a、5bおよび6、D/A変換器7および8から構成される。ドライバ回路13は、比較器9および10から構成される。
A conventional stepping motor driving apparatus as described above (for example, see Patent Document 1) will be described below.
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a conventional stepping motor driving apparatus. In FIG. 13, the stepping
カウンタ4は、ステッピングモータ11の1周期(電気角で360度)に相当するステップ番号を計数しうるようなアップ/ダウンカウンタで構成される。そして、カウンタ4は、アップ/ダウン信号生成器3が生成するステッピングモータ11の回転方向を特定するアップ/ダウン信号(回転方向信号)に基づいて、計数方向を設定する。また、カウンタ4は、クロック信号生成器2が生成する回転量を特定するクロック信号に同期して計数動作を行う。
The
ROM5a、5bおよび6には、それぞれ、ステッピングモータ11を駆動するための所定の励磁データが予め記憶されている。ROM5a、5bおよび6から読み出された励磁データは、それぞれD/A変換器7および8に入力され、デジタル信号からアナログ信号に変換され、励磁信号として比較器9および10に入力される。比較器9および10は、それぞれD/A変換器7および8からの励磁信号に基づいて、ステッピングモータ11の各相を励磁する。
In the
ROM6には、第2の相の励磁データとして、余弦波の振幅データが記憶され、ROM5a、5bには、第1の相の励磁データとして、余弦波に対して(正弦波の基準波形に対して)位相が所定量ずれた(位相が電気角でα遅れている)正弦波の振幅データが記憶されている。ずれ角度αは、ステッピングモータ11の諸条件に応じて、1パルス毎のステッピングモータ11の回転量が均一になるように決定される。
しかしながら、実際のステッピングモータは、ドライバ回路13の出力抵抗ズレ、コイルの巻線抵抗ズレ、各相の組み合わせ角度ズレ、磁界ムラに起因する逆起電力ムラなど種々の理由から、回転トルク変動が発生する。従来例にある励磁信号の位相差を所定値からずれ角度αだけずらす方法だけでは、コイルの巻線抵抗などによる電流量の振幅ズレによって発生するステッピングモータの回転トルク変動は抑制できない。
However, the actual stepping motor generates rotational torque fluctuation due to various reasons such as output resistance deviation of the
図2に、コイルの巻線抵抗が異なる場合に、励磁信号の位相差を補正した場合のステッピングモータの回転トルクの計算例を示す。ステッピングモータの第1のコイルと第2のコイルの逆起電力を0.7V、励磁振幅値を5V、第1のコイルの巻線抵抗を65Ω、第2のコイルの巻線抵抗を60Ωとした。これによれば、各相間の位相差を補正すると、回転トルク変動がかえって大きくなっており、効果がないことが分かる。 FIG. 2 shows a calculation example of the rotational torque of the stepping motor when the phase difference of the excitation signal is corrected when the winding resistance of the coil is different. The back electromotive force of the first coil and the second coil of the stepping motor is 0.7V, the excitation amplitude value is 5V, the winding resistance of the first coil is 65Ω, and the winding resistance of the second coil is 60Ω. . According to this, it can be seen that when the phase difference between the phases is corrected, the fluctuation of the rotational torque is increased, which is not effective.
したがって、回転トルク変動を発生させる複数の要因が同時に発生すると、位相差補正だけでは回転トルク変動を抑制できない。また、各相の位相差がずれている場合に、励磁信号の位相差を補正するだけでは、回転トルクの変動を十分に抑えることができない。 Therefore, if a plurality of factors that cause rotational torque fluctuations occur at the same time, the rotational torque fluctuation cannot be suppressed only by phase difference correction. Further, when the phase difference between the phases is deviated, the fluctuation of the rotational torque cannot be sufficiently suppressed only by correcting the phase difference of the excitation signal.
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、簡単な装置構成により、回転トルク変動に起因するステッピングモータの振動を抑制し、更なる低騒音を実現することができるステッピングモータ駆動装置を提供する。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a stepping motor driving device that can suppress vibration of the stepping motor due to fluctuations in rotational torque and realize further low noise with a simple device configuration. provide.
上記の課題を解決するために、本発明のステッピングモータ駆動装置は、ステッピングモータの励磁信号に対して、各相間の位相差のみならず励磁振幅値も補正する構成にしている。 In order to solve the above-described problems, the stepping motor driving apparatus of the present invention is configured to correct not only the phase difference between the phases but also the excitation amplitude value with respect to the excitation signal of the stepping motor.
本発明の第1のステッピングモータ駆動装置は、所定の位相差で配置された第1のコイルおよび第2のコイルを有するステッピングモータと、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を入力する励磁振幅値入力手段と、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を入力する位相差補正量入力手段とを有し、前記ステッピングモータに対して、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正することを特徴とする。 The first stepping motor driving apparatus of the present invention includes a stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference, and each phase of the first coil and the second coil. Excitation amplitude value input means for inputting an excitation amplitude value for correcting the voltage or current value of the first coil, and a phase difference of voltage or current between the phases of the first coil and the second coil A phase difference correction amount input means for inputting a phase difference correction amount, driving each phase with the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means for the stepping motor, and the phase difference correction The excitation phase difference between the phases is corrected by the phase difference correction amount from the quantity input means.
前記励磁振幅値と前記位相差補正量との入力値は、ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1つ以上の条件変動により、変更する構成としてもよい。
また、コイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる前記励磁振幅値と前記位相差補正量との入力値を決定するような構成としてもよい。
The input values of the excitation amplitude value and the phase difference correction amount may be changed according to any one or more condition fluctuations among the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor.
Further, a configuration may be adopted in which an input value of the excitation amplitude value and the phase difference correction amount for reducing the fluctuation amount of the rotational torque determined by the coil current and the counter electromotive force is determined.
本発明の第2のステッピングモータ駆動装置は、所定の位相差で配置された第1のコイルおよび第2のコイルを有するステッピングモータと、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を入力する励磁振幅値入力手段と、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値に基づいて、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を演算する演算回路とを有し、前記ステッピングモータに対して、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記演算回路からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正することを特徴とする。 A second stepping motor driving device of the present invention includes a stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference, and each phase of the first coil and the second coil. Excitation amplitude value input means for inputting an excitation amplitude value for correcting the voltage or current value of the first coil and the second coil based on the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means And an arithmetic circuit for calculating a phase difference correction amount for correcting the phase difference of the voltage or current between the respective phases of the stepping motor, and for each of the stepping motors with excitation amplitude values from the excitation amplitude value input means. The phase is driven, and the excitation phase difference between the phases is corrected by the phase difference correction amount from the arithmetic circuit.
前記演算回路は、ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数とし、前記演算回路はステッピングモータのコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる位相差補正量を演算するような構成としてもよい。 The arithmetic circuit uses any one or more of the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor as a calculation variable, and the arithmetic circuit is a rotational torque fluctuation amount determined by the coil current and the counter electromotive force of the stepping motor. It is also possible to employ a configuration in which a phase difference correction amount that reduces the above is calculated.
また、ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1以上の条件変動により前記励磁振幅値の入力値を変更するような構成としてもよい。
また、ステッピングモータのコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値を入力する構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which changes the input value of the said excitation amplitude value by any one or more condition fluctuation | variation among the rotational speed of a stepping motor, a load, and a rotation direction.
Moreover, it is good also as a structure which inputs the excitation amplitude value which reduces the variation | change_quantity of the rotational torque decided by the coil current and back electromotive force of a stepping motor.
なお、前記位相差補正量を演算する演算回路のかわりに、入力された励磁振幅値に対応付けられた位相差補正量を記憶したテーブルを有し、入力された励磁振幅値にて各相を駆動し、入力された励磁振幅値に応じてテーブルから出力された位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する構成とすることもできる。 Instead of the arithmetic circuit for calculating the phase difference correction amount, a table storing the phase difference correction amount associated with the input excitation amplitude value is provided, and each phase is determined by the input excitation amplitude value. It is also possible to drive and correct the excitation phase difference between the phases with the phase difference correction amount output from the table according to the input excitation amplitude value.
本発明の第3のステッピングモータ駆動装置は、所定の位相差で配置された第1のコイルおよび第2のコイルを有するステッピングモータと、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を入力する位相差補正量入力手段と、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量に基づいて、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を演算する演算回路とを有し、前記ステッピングモータに対して、前記演算回路からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正することを特徴とする。 A third stepping motor driving apparatus according to the present invention includes a stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference, and between each phase of the first coil and the second coil. Phase difference correction amount input means for inputting a phase difference correction amount for correcting a phase difference of voltage or current, and based on the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means, the first coil and the An arithmetic circuit for calculating an excitation amplitude value for correcting the voltage or current value for each phase of the second coil, and for each of the stepping motors, the excitation amplitude value from the arithmetic circuit is The phase is driven, and the excitation phase difference between the phases is corrected by the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means.
前記演算回路は、ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数とし、前記演算回路はステッピングモータのコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値を演算する構成としてもよい。 The arithmetic circuit uses any one or more of the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor as a calculation variable, and the arithmetic circuit is a rotational torque fluctuation amount determined by the coil current and the counter electromotive force of the stepping motor. The excitation amplitude value for reducing the value may be calculated.
また、ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1つ以上の条件変動により位相差補正量の入力値を変更する構成としてもよい。
また、ステッピングモータのコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる位相差補正量を入力する構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which changes the input value of phase difference correction amount by any one or more condition fluctuation | variation among the rotational speed of a stepping motor, a load, and a rotation direction.
Alternatively, a phase difference correction amount that decreases the amount of fluctuation in rotational torque determined by the coil current and the back electromotive force of the stepping motor may be input.
なお、励磁振幅値を演算する演算回路のかわりに、入力された位相差補正量に対応付けられた励磁振幅値を記憶したテーブルを有し、入力された位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正し、入力された位相差補正量に応じてテーブルから出力された励磁振幅値にて各相を駆動する構成とすることもできる。 Instead of the arithmetic circuit that calculates the excitation amplitude value, it has a table that stores the excitation amplitude value associated with the input phase difference correction amount, and the excitation between each phase with the input phase difference correction amount. The phase difference can be corrected, and each phase can be driven with the excitation amplitude value output from the table in accordance with the input phase difference correction amount.
本発明の第4のステッピングモータ駆動装置は、所定の位相差で配置された第1のコイルおよび第2のコイルを有するステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数として、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を演算するとともに、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を演算する演算回路とを有し、前記ステッピングモータに対して、前記演算回路からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記演算回路からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正することを特徴とする。 According to a fourth stepping motor driving apparatus of the present invention, any one of a stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference, a rotation speed, a load, and a rotation direction of the stepping motor. Calculating one or more excitation amplitude values for correcting the voltage or current value of each phase of the first coil and the second coil, using one or more of them as a calculation variable, An arithmetic circuit for calculating a phase difference correction amount for correcting a voltage or current phase difference between the phases of the second coil, and an excitation amplitude value from the arithmetic circuit for the stepping motor. Each phase is driven, and the excitation phase difference between the phases is corrected by the phase difference correction amount from the arithmetic circuit.
前記演算回路は、ステッピングモータのコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値および位相差補正量を演算する構成としてもよい。
なお、励磁振幅値および位相差補正量を演算する演算回路のかわりに、対応付けられた励磁振幅値と位相差補正量を記憶したテーブルを有し、テーブルから出力された励磁振幅値にて各相を駆動し、テーブルから出力された位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する構成とすることもできる。
The arithmetic circuit may be configured to calculate an excitation amplitude value and a phase difference correction amount that reduce a fluctuation amount of a rotational torque determined by a coil current and a counter electromotive force of a stepping motor.
Instead of an arithmetic circuit for calculating the excitation amplitude value and the phase difference correction amount, a table storing the corresponding excitation amplitude value and the phase difference correction amount is provided. It is also possible to drive the phases and correct the excitation phase difference between the phases with the phase difference correction amount output from the table.
以上のように本発明によれば、各相毎に異なる励磁振幅値と各相間の位相差補正量に基づいて、ROMに記憶された所定の励磁データを補正して、ステッピングモータの励磁信号を生成することにより、励磁信号を、ステッピングモータの回転トルク変動が減少するように補正することができる。 As described above, according to the present invention, the excitation signal of the stepping motor is corrected by correcting the predetermined excitation data stored in the ROM based on the excitation amplitude value different for each phase and the phase difference correction amount between the phases. By generating the excitation signal, it is possible to correct the excitation signal so as to reduce the rotational torque fluctuation of the stepping motor.
そのため、簡単な装置構成により、回転トルク変動に起因するステッピングモータの振動を抑制し、更なる低騒音を実現することができる。 Therefore, with a simple device configuration, it is possible to suppress the vibration of the stepping motor due to the fluctuation of the rotational torque and realize further low noise.
以下、本発明の実施の形態を示すステッピングモータ駆動装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1のステッピングモータ駆動装置を説明する。
Hereinafter, a stepping motor driving apparatus showing an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
A stepping motor drive apparatus according to
図3に本実施の形態1のステッピングモータ駆動装置の構成ブロック図を示す。図3において、1はステッピングモータ駆動装置である。ステッピングモータ駆動装置1は、クロック信号生成器2、アップ/ダウン信号生成器3、カウンタ4、ステッピングモータ11、パターン信号生成回路12、ドライバ回路13、励磁振幅値入力手段23、位相差補正量入力手段24から構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the stepping motor driving apparatus according to the first embodiment. In FIG. 3,
クロック信号生成器2は、ステッピングモータ11のステップ単位時間を刻むクロックパルス信号CLKPを生成する。
アップ/ダウン信号生成器3は、ステッピングモータ11の回転方向を特定する回転方向信号MDIRを生成する。
The
The up / down
カウンタ4は、クロック信号生成器2からのクロックパルス信号CLKPをカウントして、ステッピングモータ11を励磁駆動する際の励磁位置を示すカウント値STEPを出力する。具体的には、カウンタ4は、クロック信号生成器2からのクロックパルス信号CLKPおよびアップ/ダウン信号生成器3からの回転方向信号MDIRに基づいて、クロックパルス信号CLKPを回転方向信号MDIRが示す方向に従ってアップカウントもしくはダウンカウントして、所定のクロックパルス信号数毎に、ステッピングモータ11を励磁駆動する際の励磁位置を示すカウント値STEPを出力する。
The
なお、カウント値STEPに関して、ステッピングモータ11を励磁駆動する信号例えば正弦波および余弦波における励磁位置の概念は、正弦波および余弦波に対して、その1サイクル期間を例えば256等分したとすれば、カウント値STEPとして256等分のうちの0〜255の値を対応させて、その値をもってステッピングモータ11の励磁位置とするということである。
Regarding the count value STEP, the concept of the excitation position in the signals for exciting the stepping
このように、カウント値STEPが0〜255の値を取るとすると、例えば駆動信号が正弦波である場合の任意励磁位置での励磁振幅値AMPINは、
励磁振幅値AMPIN
=(駆動信号のピーク値)・sin(2π×カウント値STEP/256)
・・・(式1)
という形で表せる。
Thus, if the count value STEP takes a value of 0 to 255, for example, when the drive signal is a sine wave, the excitation amplitude value AMPIN at an arbitrary excitation position is
Excitation amplitude value AMPIN
= (Peak value of drive signal) · sin (2π × count value STEP / 256)
... (Formula 1)
It can be expressed as
パターン信号生成回路12は、ROM21および励磁振幅値/位相差補正回路22から構成され、カウンタ4からのカウント値STEPに基づいて、ステッピングモータ11の励磁信号を出力する。
The pattern
ROM21は、ステッピングモータ11を駆動するための所定の励磁データSINEがあらかじめ記憶されており、カウンタ4からのカウント値STEPに応じた励磁データSINEを出力する。
The
ここで、ROM21に記憶させる励磁データSINEの一例を以下に説明する。
励磁データSINEは、例えば、対応する駆動信号の波形を正弦波および余弦波とし、ピーク値を255とする整数とする。また、カウント値STEPは、例えば励磁データSINEの1周期を256等分に分割するものとする。
Here, an example of the excitation data SINE stored in the
The excitation data SINE is, for example, an integer in which the waveform of the corresponding drive signal is a sine wave and a cosine wave and the peak value is 255. Further, the count value STEP is assumed to divide, for example, one cycle of the excitation data SINE into 256 equal parts.
このとき、励磁データSINEとしてROM21に格納される正弦波および余弦波のデータは、それぞれ、カウント値STEP毎に、
正弦波のデータ:255×sin(2π×カウント値STEP/256)
余弦波のデータ:255×cos(2π×カウント値STEP/256)
で計算される全てのデータである。
At this time, the sine wave and cosine wave data stored in the
Sine wave data: 255 × sin (2π × count value STEP / 256)
Cosine wave data: 255 × cos (2π × count value STEP / 256)
All data calculated by.
もちろん、上記に示したROM21に格納するデータの例は、励磁データSINEの波形の形状、ピーク値、励磁データ1周期の分割方法を制限するものではない。
なお、以降の説明では、ステッピングモータ11を駆動するための励磁データSINEは、振幅と周期が等しい正弦波および余弦波において、例えば、カウント値STEPに応じて(式1)で算出される励磁振幅値AMPINとするが、それ以外の波形、例えば三角波、台形波、高調波を付加した正弦波など形状が正弦波と異なっていたり、互いの位相差が90度でなかったり、あるいは互いの振幅が等しくない波形であっても、本発明の趣旨を逸脱しない。
(励磁振幅値/位相差補正回路22の詳細)
励磁振幅値/位相差補正回路22は、ROM21から励磁データSINEを受け、励磁振幅値入力手段23から、各相毎に異なる電圧または電流の励磁振幅値AMPINを受ける。励磁振幅値AMPINは、第1のコイルの励磁振幅値AMPIN1と第2のコイルの励磁振幅値AMPIN2で構成される。励磁振幅値/位相差補正回路22は、励磁振幅値AMPINに基づいて、励磁データSINEの各相毎の正弦波および余弦波の振幅を補正する。
Of course, the example of data stored in the
In the following description, the excitation data SINE for driving the stepping
(Details of excitation amplitude value / phase difference correction circuit 22)
The excitation amplitude value / phase
また、励磁振幅値/位相差補正回路22は、位相差補正量入力手段24から各相間の位相差補正量PHMODINを受け、PHMODINに基づいて、励磁データSINEの各相間の位相差を所定量から補正する。
The excitation amplitude value / phase
図4に、励磁振幅値/位相差補正回路22の構成ブロック図を示す。励磁振幅値/位相差補正回路22は、乗算部25および26、そして位相調整回路27で構成される。
位相調整回路27は、位相差補正量PHMODINと励磁データSINEを入力とし、位相差補正量PHMODINに応じて励磁データSINEの各相間の位相差を補正し、第1のコイルの励磁データSINE1と第2のコイルの励磁データSINE2を生成する。
FIG. 4 shows a configuration block diagram of the excitation amplitude value / phase
The
乗算部25は、第1のコイルの励磁振幅値AMPIN1に応じて、第1のコイルの励磁データSINE1の励磁振幅値を補正して第1のコイルの励磁信号を生成する。乗算部26は、第2のコイルの励磁振幅値AMPIN2に応じて、第2のコイルの励磁データSINE2の励磁振幅値を補正して第2のコイルの励磁信号を生成する。
The
図5に、励磁振幅値/位相差補正回路22の別の構成ブロック図を示す。本構成では、励磁データSINEは、第1のコイルの励磁データSINE1と第2のコイルの励磁データSINE2で構成される。
FIG. 5 shows another configuration block diagram of the excitation amplitude value / phase
乗算部25は、第1のコイルの励磁振幅値AMPIN1に応じて、第1のコイルの励磁データSINE1の励磁振幅値を補正して第1のコイルの励磁信号を生成する。乗算部26は、第2のコイルの励磁振幅値AMPIN2に応じて、第2のコイルの励磁データSINE2の励磁振幅値を補正して第2のコイルの励磁信号を生成する。位相調整回路27は、位相差補正量PHMODINと乗算部26が出力する励磁信号を入力として、位相差補正量PHMODINに応じて、第2のコイルの励磁信号の位相を補正した励磁信号を生成する。
The
励磁振幅値/位相差補正回路22の位相調整回路27は、図4や図5で示した以外にも、以下のような接続方法が挙げられる。
(1)励磁データSINE1を入力とし、位相差補正量PHMODINに応じて第1のコイルの励磁データの位相を補正する。
(2)励磁データSINE2を入力とし、位相差補正量PHMODINに応じて第2のコイルの励磁データの位相を補正する。
(3)乗算部25および26が出力する励磁信号を入力とし、位相差補正量PHMODINに応じて、第1のコイルの励磁信号と第2のコイルの励磁信号の位相差を補正する。
(4)乗算部25が出力する励磁信号を入力とし、位相差補正量PHMODINに応じて第1のコイルの励磁信号の位相を補正する。
For the
(1) The excitation data SINE1 is input, and the phase of the excitation data of the first coil is corrected according to the phase difference correction amount PHMODIN.
(2) The excitation data SINE2 is input, and the phase of the excitation data of the second coil is corrected according to the phase difference correction amount PHMODIN.
(3) The excitation signals output from the
(4) The excitation signal output from the
励磁振幅値/位相差補正回路22にて補正された励磁データSINEは、ステッピングモータ11の励磁信号としてドライバ回路13に引き渡される。
(励磁振幅値入力手段23の詳細)
励磁振幅値入力手段23が出力する励磁振幅値AMPINは、ステッピングモータ11の各相毎の励磁振幅値であるが、その入力方法としては、例えば次のような方法が挙げられる。
(1)コイル1とコイル2の励磁振幅値の、所定の励磁振幅値との比
(2)コイル1とコイル2の励磁振幅値の比と、一方のコイルの励磁振幅値の絶対値
(3)コイル1とコイル2の励磁振幅値の絶対値
(4)コイル1とコイル2の励磁振幅値の、所定の励磁振幅値からの差分
(5)コイル1とコイル2の励磁振幅値の差分と、一方のコイルの励磁振幅値の絶対値
(位相差補正量入力手段24の詳細)
位相差補正量入力手段24が出力する位相差補正量PHMODINは、ステッピングモータ11の各相間の位相差補正量であるが、その入力方法としては、例えば次のような方法が挙げられる。
(1)位相差補正量を時間で指定
(2)位相差補正量を電気角で指定
(3)位相差補正量をクロックパルス信号CLKPのパルス数で指定
励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINにより、ステッピングモータ11の各相を駆動するための励磁信号がどのように補正されるかの概念図を図6に示す。図6では、ステッピングモータ11の第1のコイルと第2のコイルの励磁信号について、各相間の位相差は90度より大きく補正し、励磁振幅値は第2のコイルの方を第1のコイルより大きな値に補正している。
The excitation data SINE corrected by the excitation amplitude value / phase
(Details of excitation amplitude value input means 23)
The excitation amplitude value AMPIN output by the excitation amplitude value input means 23 is an excitation amplitude value for each phase of the stepping
(1) Ratio of excitation amplitude value of
The phase difference correction amount PHMODIN output from the phase difference correction
(1) Phase difference correction amount is specified by time (2) Phase difference correction amount is specified by electrical angle (3) Phase difference correction amount is specified by the number of pulses of clock pulse signal CLKP Excitation amplitude value AMPIN and phase difference correction amount PHMODIN 6 shows a conceptual diagram of how the excitation signal for driving each phase of the stepping
なお、図6ではステッピングモータ11の第1のコイルの位相が第2のコイルの位相に対して進んでいるが、これは本発明を実施する際の第1のコイルと第2のコイルの位相関係を限定するものではない。
In FIG. 6, the phase of the first coil of the stepping
ドライバ回路13は、励磁振幅値/位相差補正回路22からの励磁信号に基づき、ステッピングモータ11を駆動する。
励磁振幅値入力手段23および位相差補正量入力手段24からパターン信号生成回路12に入力される励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINは、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上の条件変動により変更するような構成としてもよい。
The
The excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN input to the pattern
また、励磁振幅値入力手段23および位相差補正量入力手段24は、ステッピングモータ11のコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINを、パターン信号生成回路12に入力する構成をとることができる。
Further, the excitation amplitude value input means 23 and the phase difference correction amount input means 24 obtain the excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN that reduce the fluctuation amount of the rotational torque determined by the coil current and the counter electromotive force of the stepping
励磁振幅値入力手段23と位相差補正量入力手段24において、上記回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINと位相差補正量PHMODINの決定方法としては、例えば次のような方法が挙げられる。
(1)ステッピングモータ11の回転トルクを測定し、その回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINと位相差補正量PHMODINを選択する。
(2)ステッピングモータ11の駆動音を測定し、その駆動音を減少させる励磁振幅値AMPINと位相差補正量PHMODINを選択する。
(3)ステッピングモータ11の振動を測定し、その振動を減少させる励磁振幅値AMPINと位相差補正量PHMODINを選択する。
As a method for determining the excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN for reducing the fluctuation amount of the rotational torque in the excitation amplitude value input means 23 and the phase difference correction amount input means 24, for example, the following method can be cited. .
(1) The rotational torque of the stepping
(2) The drive sound of the stepping
(3) The vibration of the stepping
ステッピングモータ11の回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINの具体的な入力方法として、ステッピングモータ11の第1のコイルと第2のコイルのうち、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より大きい値を入力した場合は、励磁信号の相互の位相差が所定の位相差より小さくなるように位相差補正量PHMODINを入力し、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より小さい値を入力した場合は、励磁信号の相互の位相差が所定の位相差より大きくなる位相差補正量PHMODINを入力する方法がある。
As a specific input method of the excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN for reducing the fluctuation amount of the rotational torque of the stepping
上記方法によりステッピングモータ11の回転トルクの変動量が減少することの具体的な補正方法の一例を以下に示す。
まず、第1のコイルと第2のコイルの逆起電力を0.7V、励磁振幅値を5V、コイルの巻線抵抗を65Ωとし、第1のコイルと第2のコイルの位相差が90度からさらにπ/10ラジアン広がって配置されているとし、第2のコイルの位相が第1のコイルの位相より進んでいるとする。このとき、まず図7に示すように、位相差補正量PHMODINを調整すると、−0.27ラジアンの位相差補正量により回転トルクの変動幅が最小となっていることが分かる。しかし、位相差補正量だけの調整ではトルク変動がゼロになるわけではない。
An example of a specific correction method for reducing the fluctuation amount of the rotational torque of the stepping
First, the back electromotive force of the first coil and the second coil is 0.7 V, the excitation amplitude value is 5 V, the winding resistance of the coil is 65 Ω, and the phase difference between the first coil and the second coil is 90 degrees. , And the phase of the second coil is advanced from the phase of the first coil. At this time, as shown in FIG. 7, when the phase difference correction amount PHMODIN is adjusted, it can be seen that the fluctuation range of the rotational torque is minimized by the phase difference correction amount of −0.27 radians. However, the adjustment of only the phase difference correction amount does not mean that the torque fluctuation becomes zero.
次に、上記−0.27ラジアンの位相差補正量を入力したまま、第1のコイルの励磁振幅量を5Vとし、第2のコイルの励磁振幅値を変化させた。このとき、図8から分かるとおり、第2のコイルの励磁振幅値を4.6Vに調整することで、回転トルクの変動幅がほぼゼロに抑制できることが分かる。 Next, with the phase difference correction amount of −0.27 radians being input, the excitation amplitude amount of the first coil was set to 5 V, and the excitation amplitude value of the second coil was changed. At this time, as can be seen from FIG. 8, it can be seen that the fluctuation range of the rotational torque can be suppressed to substantially zero by adjusting the excitation amplitude value of the second coil to 4.6V.
次に、第1のコイルと第2のコイルとの位相差が90度からπ/10ラジアン狭まって配置されているとする。このときは、位相差補正量を0.24ラジアン、第2のコイルの励磁振幅値を5.2Vと補正することで、ステッピングモータ11の回転トルクの変動量がほぼゼロに抑制できる。
Next, it is assumed that the phase difference between the first coil and the second coil is arranged to be narrowed from 90 degrees to π / 10 radians. At this time, by correcting the phase difference correction amount to 0.24 radians and the excitation amplitude value of the second coil to 5.2 V, the amount of fluctuation in the rotational torque of the stepping
以上の計算結果から、ステッピングモータ11の各相間の位相差が90度からずれている場合には、励磁信号の位相差が小さくなる方向に補正し、かつ位相が進んでいる相の励磁振幅値が小さくなるように補正する、あるいは励磁信号の位相差が大きくなる方向に補正し、かつ位相が進んでいる相の励磁振幅値が大きくなるように補正することで、回転トルクの変動量を抑制できることが分かる。
From the above calculation results, when the phase difference between the phases of the stepping
以上はコイルの位相差が90度からずれている場合についてのみ補正方法を示したが、例えば次のような場合に発生するステッピングモータ11の回転トルクの変動も、本発明の補正を実施することで図7や図8のような関係を示し、抑制が可能である。
(1)ドライバ回路13の出力抵抗、あるいはステッピングモータ11のコイルの巻線抵抗が各相で異なるため、各相を同一振幅の励磁信号で駆動すると電流量が異なる場合。
(2)ステッピングモータ11の各相の逆起電力の波形形状や振幅値が異なる場合。
(3)ステッピングモータ11のコイルの位相差が90度からずれている場合、各相の電流量が異なっている場合、あるいは各相の逆起電力の波形形状や振幅値が異なっている場合の2つ以上が同時に発生している場合。
The correction method has been described only for the case where the phase difference of the coil is deviated from 90 degrees. However, for example, fluctuations in the rotational torque of the stepping
(1) When the output resistance of the
(2) When the waveform shape and amplitude value of the back electromotive force of each phase of the stepping
(3) When the phase difference of the coil of the stepping
上記位相差/励磁振幅値補正を実際のステッピングモータに適用して、105Hzの正弦波状励磁信号にて駆動した場合の駆動音を測定した例を図9に示す。図9(a)のグラフは、補正を行わないときのステッピングモータ11の駆動音のスペクトラムであり、図9(b)のグラフは補正を行ったときの駆動音のスペクトラムである。図9からも分かるとおり、励磁信号の第2高調波および第4高調波の駆動音が約10dB低減できていることが分かる。
FIG. 9 shows an example in which the driving sound is measured when the phase difference / excitation amplitude value correction is applied to an actual stepping motor and driven by a 105 Hz sinusoidal excitation signal. The graph of FIG. 9A is the spectrum of the drive sound of the stepping
以上の構成により、励磁振幅量AMPINと位相差補正量PHMODINを調整することで、ステッピングモータ11のトルク変動を抑制することができる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2のステッピングモータ駆動装置を説明する。
With the above configuration, the torque fluctuation of the stepping
(Embodiment 2)
A stepping motor drive apparatus according to
図10に本実施の形態2のステッピングモータ駆動装置の構成ブロック図を示す。図3に示す実施の形態1に相当する箇所は同一の符号を用いている。また、図3に示す実施の形態1と同一の箇所の説明は省略する。 FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the stepping motor driving apparatus according to the second embodiment. The portions corresponding to the first embodiment shown in FIG. Also, the description of the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 3 is omitted.
本実施の形態におけるステッピングモータ駆動装置1は、クロック信号生成器2、アップ/ダウン信号生成器3、カウンタ4、ステッピングモータ11、パターン信号生成回路12、ドライバ回路13、励磁振幅値入力手段23から構成される。
The stepping
パターン信号生成回路12は、ROM21、励磁振幅値/位相差補正回路22および位相差補正量演算回路28から構成される。
位相差補正量演算回路28は、励磁振幅値入力手段23からの励磁振幅値AMPINに基づき、位相差補正量PHMODINを演算する。
The pattern
The phase difference correction
ここで、位相差補正量演算回路28における位相差補正量PHMODINの演算方法の一例を説明する。
位相差補正量PHMODINの演算方法の一例として、以下に示すように、総トルクTTOTALにおいて、そのリップル成分が最小となるような位相差補正量PHMODINを求める方法がある。
TTOTAL=TA+TB ・・・(式2)
ただし
TA=IA×BEMFA:コイルAによるトルク
TB=IB×BEMFB:コイルBによるトルク
IA=(VINA−BEMFA)/R:コイルAの電流
IB=(VINB−BEMFB)/R:コイルBの電流
VINA=VA×sin(2π×カウント値STEP/256):コイルA印加電圧
VINB=VB×cos(2π×カウント値STEP/256+PHMODIN):コイルB印加電圧
BEMFA=EA×sin(2π×カウント値STEP/256+π/2):コイルA逆起電力
BEMFB=EB×cos(2π×カウント値STEP/256+π/2):コイルB逆起電力
R:巻線抵抗
VA、VB:印加電圧ピーク値で、励磁振幅値AMPINより決定
EA、EB:逆起電力ピーク値
なお、上記の(式2)はあくまでも近似式の一例であり、他の近似方法やパラメータがあったとしても、トルクのリップル成分が最小になるような位相差補正量PHMODINを決定することには変わりがない。
Here, an example of a method of calculating the phase difference correction amount PHMODIN in the phase difference correction
As an example of a method of calculating the phase difference correction amount PHMODIN, there is a method of obtaining the phase difference correction amount PHMODIN that minimizes the ripple component in the total torque TTOTAL as described below.
TTOTAL = TA + TB (Formula 2)
However, TA = IA × BEMFA: Torque by coil A TB = IB × BEMFB: Torque by coil B IA = (VINA−BEMFA) / R: Current of coil A IB = (VINB−BEMFB) / R: Current of coil B VINA = VA × sin (2π × count value STEP / 256): Coil A applied voltage VINB = VB × cos (2π × count value STEP / 256 + PHMODIN): Coil B applied voltage BEMFA = EA × sin (2π × count value STEP / 256 + π / 2): Coil A counter electromotive force BEMFB = EB × cos (2π × count value STEP / 256 + π / 2): Coil B counter electromotive force R: Winding resistance VA, VB: Applied voltage peak value, excitation amplitude value AMPIN EA, EB: Back electromotive force peak value
The above (Equation 2) is merely an example of an approximate expression, and even if there are other approximation methods and parameters, it is necessary to determine the phase difference correction amount PHMODIN that minimizes the torque ripple component. There is no change.
位相差補正量演算回路28において、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数とし、位相差補正量演算回路28はステッピングモータ11のコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる位相差補正量PHMODINを演算する構成にすることができる。
In the phase difference correction
また、励磁振幅値入力手段23からパターン信号生成回路12に入力される励磁振幅値AMPINは、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上の条件変動により変更するような構成とすることもできる。
Further, the excitation amplitude value AMPIN input from the excitation amplitude value input means 23 to the pattern
さらに、励磁振幅値入力手段23からパターン信号生成回路12に入力される励磁振幅値AMPINは、ステッピングモータ11のコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる入力値とするような構成とすることもできる。
Further, the excitation amplitude value AMPIN input from the excitation amplitude value input means 23 to the pattern
なお、本実施の形態においては、位相差補正量PHMODINを演算する位相差補正量演算回路28を有するステッピングモータ駆動装置1について説明したが、位相差補正量演算回路28の代わりに、(式2)に示す演算式に基づいて入力された励磁振幅値AMPINに対応付けられた位相差補正量PHMODINをテーブルとして記憶させ、入力された前記励磁振幅値AMPINにて各相を駆動し、入力された前記励磁振幅値AMPINに応じてテーブルから出力された位相差補正量PHMODINにて各相間の励磁位相差を補正する構成でもよい。
In the present embodiment, the stepping
ステッピングモータ11の回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINの入力方法および位相差補正量PHMODINの演算方法として、(式2)に示す演算式に基づいて、ステッピングモータ11の第1のコイルと第2のコイルのうち、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より大きい値を入力した場合は、励磁信号の相互の位相差が所定の位相差より小さくなるように位相差補正量PHMODINを演算し、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より小さい値を入力した場合は、励磁信号の相互の位相差が所定の位相差より大きくなる位相差補正量PHMODINを演算する方法がある。
As an input method of the excitation amplitude value AMPIN for reducing the fluctuation amount of the rotational torque of the stepping
上記方法により、ステッピングモータ11の回転トルク変動量は、実施の形態1で示した計算の場合と同様に減少する。
以上の構成により、実施の形態1の場合と同様に、ステッピングモータ11の回転トルクの変動量を小さくすることができ、ステッピングモータ11の駆動音を低減することができる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3のステッピングモータ駆動装置を説明する。
By the above method, the rotational torque fluctuation amount of the stepping
With the above configuration, as in the case of the first embodiment, the amount of fluctuation in the rotational torque of the stepping
(Embodiment 3)
A stepping motor drive apparatus according to
図11に本実施の形態3のステッピングモータ駆動装置の構成ブロック図を示す。図3に示す実施の形態1に相当する箇所は同一の符号を用いている。また、図3に示す実施の形態1と同一の箇所の説明は省略する。 FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the stepping motor driving apparatus according to the third embodiment. The portions corresponding to the first embodiment shown in FIG. Also, the description of the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 3 is omitted.
本実施の形態におけるステッピングモータ駆動装置1は、クロック信号生成器2、アップ/ダウン信号生成器3、カウンタ4、ステッピングモータ11、パターン信号生成回路12、ドライバ回路13、位相差補正量入力手段24から構成される。
The stepping
パターン信号生成回路12は、ROM21、励磁振幅値/位相差補正回路22および励磁振幅値演算回路29から構成される。
励磁振幅値演算回路29は、(式2)に示す演算式に基づいて、位相差補正量入力手段24からの位相差補正量PHMODINに基づき、励磁振幅値AMPINを演算する。
The pattern
The excitation amplitude
励磁振幅値演算回路29において、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数とし、励磁振幅値演算回路29は、ステッピングモータ11のコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINを演算する構成にすることができる。
In the excitation amplitude
また、位相差補正量入力手段24からパターン信号生成回路12に入力される位相差補正量PHMODINは、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上の条件変動により変更するような構成とすることもできる。
Further, the phase difference correction amount PHMODIN input from the phase difference correction amount input means 24 to the pattern
さらに、位相差補正量入力手段24からパターン信号生成回路12に入力される位相差補正量PHMODINは、ステッピングモータ11のコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる入力とするような構成とすることもできる。
Further, the phase difference correction amount PHMODIN input from the phase difference correction amount input means 24 to the pattern
なお、本実施の形態においては、励磁振幅値AMPINを演算する励磁振幅値演算回路29を有するステッピングモータ駆動装置1について説明したが、励磁振幅値演算回路29の代わりに、(式2)に示す演算式に基づいて入力された位相差補正量に対応付けられた励磁振幅値AMPINをテーブルとして記憶させ、入力された位相差補正量PHMODINにて各相間の励磁位相差を補正し、入力された位相差補正量PHMODINに応じてテーブルから出力された励磁振幅値AMPINにて各相を駆動する構成でもよい。
In the present embodiment, the stepping
ステッピングモータ11の回転トルクの変動量を減少させる位相差補正量PHMODINの入力方法および励磁振幅値AMPINの演算方法として、(式2)に示す演算式に基づいて、ステッピングモータ11の励磁信号の相互の位相差が所定の位相差より小さくなるように位相差補正量PHMODINを入力した場合は、第1のコイルと第2のコイルのうち、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より大きい値となるように励磁振幅値AMPINを演算し、励磁信号の相互の位相差が所定の位相差より大きくなるように位相差補正量PHMODINを入力した場合は、第1のコイルと第2のコイルのうち、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より小さい値となるように励磁振幅値AMPINを演算する方法がある。
As a method for inputting the phase difference correction amount PHMODIN for reducing the fluctuation amount of the rotational torque of the stepping
上記方法により、ステッピングモータ11の回転トルク変動量は、実施の形態1で示した計算の場合と同様に減少する。
以上の構成により、実施の形態1の場合と同様に、ステッピングモータ11の回転トルクの変動量を小さくすることができ、ステッピングモータ11の駆動音を低減することができる。
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4のステッピングモータ駆動装置を説明する。
By the above method, the rotational torque fluctuation amount of the stepping
With the above configuration, as in the case of the first embodiment, the amount of fluctuation in the rotational torque of the stepping
(Embodiment 4)
A stepping motor drive apparatus according to
図12に本実施の形態4のステッピングモータ駆動装置の構成ブロック図を示す。図3に示す実施の形態1に相当する箇所は同一の符号を用いている。また、図3に示す実施の形態1と同一の箇所の説明は省略する。 FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the stepping motor driving apparatus according to the fourth embodiment. The portions corresponding to the first embodiment shown in FIG. Also, the description of the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 3 is omitted.
本実施の形態におけるステッピングモータ駆動装置1は、クロック信号生成器2、アップ/ダウン信号生成器3、カウンタ4、ステッピングモータ11、パターン信号生成回路12、ドライバ回路13から構成される。
The stepping
パターン信号生成回路12は、ROM21、励磁振幅値/位相差補正回路22、および励磁振幅値/位相差補正量演算回路30から構成される。
励磁振幅値/位相差補正量演算回路30は、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数として、(式2)に示す演算式に基づいて、励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINを演算する。
The pattern
The excitation amplitude value / phase difference correction
励磁振幅値/位相差補正量演算回路30における励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINの演算方法として、
(1)外部からの演算変数により、励磁振幅値AMPINと位相差補正量PHMODINの両方を演算する。
(2)位相差補正量PHMODINを外部からの演算変数により演算し、励磁振幅値AMPINは位相差補正量PHMODINにて、あるいは位相差補正量PHMODINと外部からの演算変数にて演算する。
(3)励磁振幅値AMPINを外部からの演算変数により演算し、位相差補正量PHMODINは励磁振幅値AMPINにて、あるいは励磁振幅値AMPINと外部からの演算変数にて演算する。
などが挙げられる。
As a method of calculating the excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN in the excitation amplitude value / phase difference correction
(1) The excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN are both calculated using a calculation variable from the outside.
(2) The phase difference correction amount PHMODIN is calculated from an external calculation variable, and the excitation amplitude value AMPIN is calculated from the phase difference correction amount PHMODIN or from the phase difference correction amount PHMODIN and an external calculation variable.
(3) The excitation amplitude value AMPIN is calculated from an external calculation variable, and the phase difference correction amount PHMODIN is calculated from the excitation amplitude value AMPIN or from the excitation amplitude value AMPIN and an external calculation variable.
Etc.
励磁振幅値/位相差補正量演算回路30において、ステッピングモータ11の回転速度、負荷、回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数とし、演算回路はステッピングモータ11のコイル電流と逆起電力とで定まる回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINと位相差補正量PHMODINを演算する構成にすることができる。
In the excitation amplitude value / phase difference correction
なお、本実施の形態においては、励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINを演算する励磁振幅値/位相差補正量演算回路30を有するステッピングモータ駆動装置について説明したが、励磁振幅値/位相差補正量演算回路30の代わりに、(式2)に示す演算式に基づいて対応付けられた励磁振幅値と位相差補正量をテーブルとして記憶させ、テーブルから出力された励磁振幅値AMPINにて各相を駆動し、テーブルから出力された位相差補正量PHMODINにて各相間の励磁位相差を補正させる構成をとることもできる。
In the present embodiment, the stepping motor driving apparatus having the excitation amplitude value / phase difference correction
ステッピングモータ11の回転トルクの変動量を減少させる励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINの演算方法として、(式2)に示す演算式に基づいて、ステッピングモータ11の第1のコイルと第2のコイルのうち、一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より大きくなるように、励磁振幅値AMPINおよび位相差補正量PHMODINを演算し、かつ励磁信号の相間位相差が所定の位相差より小さくなるように位相差補正量PHMODINを演算し、あるいは一方のコイルの励磁振幅値が他方のコイルの励磁振幅値より小さくなるように演算し、かつ励磁信号の僧殿位相差が所定の位相差より大きくなるように位相差補正量PHMODINを演算する方法がある。
As a calculation method of the excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN for reducing the fluctuation amount of the rotational torque of the stepping
以上の構成により、実施の形態1の場合と同様に、回転トルクの変動量を小さくすることができ、ステッピングモータ11の駆動音を低減することができる。
上記実施の形態1から実施の形態4において、励磁振幅値AMPINや位相差補正量PHMODINが回転速度の変数となる構成であり、ステッピングモータ駆動回路1が回転速度が変化する加減速機能を備える駆動回路である場合、加減速期間においては、各相の励磁振幅値AMPINおよび各相間の位相差補正量PHMODINを固定値とする構成にすることも可能である。
With the above configuration, as in the case of the first embodiment, the fluctuation amount of the rotational torque can be reduced, and the driving sound of the stepping
In the first to fourth embodiments, the excitation amplitude value AMPIN and the phase difference correction amount PHMODIN are configured as variables of the rotation speed, and the stepping
また、加減速期間においては、各相を同一の励磁振幅値AMPINにて駆動し、かつ、各相間の位相差補正量PHMODINをゼロとする構成にすることも可能である。 Further, during the acceleration / deceleration period, each phase may be driven with the same excitation amplitude value AMPIN, and the phase difference correction amount PHMODIN between the phases may be set to zero.
本発明のステッピングモータ駆動装置は、簡単な装置構成により、回転トルク変動に起因するステッピングモータの振動を抑制し、更なる低騒音を実現することができるもので、デジタル・スチル・カメラやデジタル・ビデオ・カメラなどの撮影用電子機器の低騒音化に有用である。 The stepping motor driving device of the present invention can suppress vibration of the stepping motor due to fluctuations in rotational torque and achieve further low noise with a simple device configuration. This is useful for reducing noise in electronic devices such as video cameras.
1 ステッピングモータ駆動装置
2 クロック信号生成器
3 アップ/ダウン信号生成器
4 カウンタ
5a、5b、6 ROM
7、8 D/A変換器
9、10 比較器
11 ステッピングモータ
12 パターン信号生成回路
13 ドライバ回路
21 ROM
22 励磁振幅値/位相差補正回路
23 励磁振幅値入力手段
24 位相差補正量入力手段
25、26 乗算部
27 位相調整回路
28 位相差補正量演算回路
29 励磁振幅値演算回路
30 励磁振幅値/位相差補正量演算回路
DESCRIPTION OF
7, 8 D /
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を入力する励磁振幅値入力手段と、
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を入力する位相差補正量入力手段とを有し、
前記ステッピングモータに対して、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 A stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference;
Excitation amplitude value input means for inputting an excitation amplitude value for correcting the voltage or current value of each phase of the first coil and the second coil;
Phase difference correction amount input means for inputting a phase difference correction amount for correcting a phase difference of voltage or current between the phases of the first coil and the second coil;
For the stepping motor, each phase is driven by the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means, and the excitation phase difference between the phases is determined by the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means. A stepping motor driving device characterized by correcting.
ことを特徴とする請求項1に記載のステッピングモータ駆動装置。 At least one input value of the excitation amplitude value and the phase difference correction amount is changed according to any one or more condition changes among the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor. The stepping motor driving device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステッピングモータ駆動装置。 3. The stepping according to claim 1, wherein the excitation amplitude value and the phase difference correction amount that reduce a fluctuation amount of a rotational torque determined by a coil current and a counter electromotive force of the stepping motor are input. Motor drive device.
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を入力する励磁振幅値入力手段と、
前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値に基づいて、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を演算する演算回路とを有し、
前記ステッピングモータに対して、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記演算回路からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 A stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference;
Excitation amplitude value input means for inputting an excitation amplitude value for correcting the voltage or current value of each phase of the first coil and the second coil;
An arithmetic circuit for calculating a phase difference correction amount for correcting the phase difference of the voltage or current between the phases of the first coil and the second coil based on the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means. And
For the stepping motor, each phase is driven with an excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means, and the excitation phase difference between the phases is corrected with a phase difference correction amount from the arithmetic circuit. A stepping motor driving device.
ことを特徴とする請求項4に記載のステッピングモータ駆動装置。 The calculation circuit uses any one or more of the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor as a calculation variable, and reduces the amount of fluctuation of the rotational torque determined by the coil current and back electromotive force of the stepping motor. The stepping motor driving device according to claim 4, wherein the phase difference correction amount to be calculated is calculated.
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のステッピングモータ駆動装置。 6. The stepping according to claim 4, wherein an input value of the excitation amplitude value is changed according to any one or more condition fluctuations among a rotation speed, a load, and a rotation direction of the stepping motor. Motor drive device.
ことを特徴とする請求項4から請求項6のいずれかに記載のステッピングモータ駆動装置。 The stepping motor drive apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the excitation amplitude value for reducing a fluctuation amount of a rotational torque determined by a coil current and a counter electromotive force of the stepping motor is input. .
前記ステッピングモータに対して、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記励磁振幅値入力手段からの励磁振幅値に応じて前記テーブルから出力された位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する
ことを特徴とする請求項4から請求項7のいずれかに記載のステッピングモータ駆動装置。 Instead of the arithmetic circuit, it has a table that stores the phase difference correction amount associated with the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means,
For the stepping motor, each phase is driven by the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means, and the phase difference output from the table according to the excitation amplitude value from the excitation amplitude value input means The stepping motor driving apparatus according to claim 4, wherein an excitation phase difference between each phase is corrected by a correction amount.
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を入力する位相差補正量入力手段と、
前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量に基づいて、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を演算する演算回路とを有し、
前記ステッピングモータに対して、前記演算回路からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 A stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference;
A phase difference correction amount input means for inputting a phase difference correction amount for correcting a phase difference of voltage or current between the phases of the first coil and the second coil;
An operation for calculating an excitation amplitude value for correcting the voltage or current value for each phase of the first coil and the second coil based on the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means. Circuit and
For the stepping motor, each phase is driven by the excitation amplitude value from the arithmetic circuit, and the excitation phase difference between the phases is corrected by the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means. Stepping motor drive device characterized by this.
ことを特徴とする請求項9に記載のステッピングモータ駆動装置。 The calculation circuit uses any one or more of the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor as a calculation variable, and reduces the amount of fluctuation of the rotational torque determined by the coil current and back electromotive force of the stepping motor. The stepping motor driving apparatus according to claim 9, wherein the excitation amplitude value to be calculated is calculated.
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のステッピングモータ駆動装置。 The input value of the phase difference correction amount is changed according to any one or more condition fluctuations among a rotation speed, a load, and a rotation direction of the stepping motor. Stepping motor drive device.
ことを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかに記載のステッピングモータ駆動装置。 The stepping motor drive according to any one of claims 9 to 11, wherein the phase difference correction amount for reducing a fluctuation amount of rotational torque determined by a coil current and a counter electromotive force of the stepping motor is input. apparatus.
前記ステッピングモータに対して、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正し、かつ、前記位相差補正量入力手段からの位相差補正量に応じて前記テーブルから出力された励磁振幅値にて各相を駆動する
ことを特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載のステッピングモータ駆動装置。 Instead of the arithmetic circuit, it has a table storing the excitation amplitude value associated with the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means,
For the stepping motor, the excitation phase difference between the phases is corrected by the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means, and according to the phase difference correction amount from the phase difference correction amount input means. The stepping motor drive device according to any one of claims 9 to 12, wherein each phase is driven by an excitation amplitude value output from the table.
前記ステッピングモータの回転速度と負荷と回転方向のうち、いずれか1つ以上を演算の変数として、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相毎の電圧または電流の値を補正するための励磁振幅値を演算するとともに、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの各相間の電圧または電流の位相差を補正するための位相差補正量を演算する演算回路とを有し、
前記ステッピングモータに対して、前記演算回路からの励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記演算回路からの位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 A stepping motor having a first coil and a second coil arranged with a predetermined phase difference;
In order to correct the voltage or current value for each phase of the first coil and the second coil, using any one or more of the rotation speed, load, and rotation direction of the stepping motor as a calculation variable. And an arithmetic circuit for calculating a phase difference correction amount for correcting a phase difference of voltage or current between the phases of the first coil and the second coil,
For the stepping motor, each phase is driven with an excitation amplitude value from the arithmetic circuit, and an excitation phase difference between the phases is corrected with a phase difference correction amount from the arithmetic circuit. Stepping motor drive device.
ことを特徴とする請求項14に記載のステッピングモータ駆動装置。 15. The calculation circuit according to claim 14, wherein the calculation circuit calculates the excitation amplitude value and the phase difference correction amount that reduce a fluctuation amount of a rotational torque determined by a coil current and a counter electromotive force of the stepping motor. Stepping motor drive device.
前記ステッピングモータに対して、前記テーブルから出力された励磁振幅値にて各相を駆動し、かつ、前記テーブルから出力された位相差補正量にて各相間の励磁位相差を補正する
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載のステッピングモータ駆動装置。 In place of the arithmetic circuit, it has a table that stores the associated excitation amplitude value and the phase difference correction amount,
For the stepping motor, each phase is driven with an excitation amplitude value output from the table, and an excitation phase difference between the phases is corrected with a phase difference correction amount output from the table. The stepping motor driving device according to claim 14 or 15.
加減速期間においては、各相の前記励磁振幅値および各相間の前記位相差補正量を固定値とする
ことを特徴とする請求項1から請求項16のいずれかに記載のステッピングモータ駆動装置。 An acceleration / deceleration function for changing the rotation speed of the stepping motor is provided.
The stepping motor drive device according to any one of claims 1 to 16, wherein, in the acceleration / deceleration period, the excitation amplitude value of each phase and the phase difference correction amount between the phases are fixed values.
加減速期間においては、各相を同一の前記励磁振幅値にて駆動し、かつ、各相間の前記位相差補正量をゼロとする
ことを特徴とする請求項17に記載のステッピングモータ駆動装置。 An acceleration / deceleration function for changing the rotation speed of the stepping motor is provided.
18. The stepping motor drive device according to claim 17, wherein in the acceleration / deceleration period, each phase is driven with the same excitation amplitude value, and the phase difference correction amount between the phases is set to zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007121338A JP2008278686A (en) | 2007-05-02 | 2007-05-02 | Stepping motor driver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007121338A JP2008278686A (en) | 2007-05-02 | 2007-05-02 | Stepping motor driver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008278686A true JP2008278686A (en) | 2008-11-13 |
Family
ID=40055992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007121338A Withdrawn JP2008278686A (en) | 2007-05-02 | 2007-05-02 | Stepping motor driver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008278686A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130009588A1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive controlling apparatus and drive controlling method for stepping motor, drive controlling system, and optical apparatus |
JP2013027215A (en) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Canon Inc | Motor controller and optical equipment |
-
2007
- 2007-05-02 JP JP2007121338A patent/JP2008278686A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130009588A1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive controlling apparatus and drive controlling method for stepping motor, drive controlling system, and optical apparatus |
JP2013017309A (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Canon Inc | Drive controller, drive control method, and drive control system of stepping motor, and optical instrument |
JP2013027215A (en) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Canon Inc | Motor controller and optical equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0895344B1 (en) | A method of controlling a torque ripple of a motor having interior permanent magnets and a controller using the same method | |
US7835883B2 (en) | Method and device for measuring rotation speed of rotating equipment | |
JP4959460B2 (en) | Motor starting device and motor starting method | |
US20140210388A1 (en) | Motor control device | |
JP5875265B2 (en) | Stepping motor drive control device, drive control method, drive control system, and optical apparatus | |
KR20010066851A (en) | Active reduction of torque irregularities in rotating machines | |
EP3454469B1 (en) | Torque ripple reduction for a generator and wind turbine including the same | |
KR20110134845A (en) | Motor control unit | |
JP5891738B2 (en) | Motor driving device and control method of motor driving device | |
JP2014014197A (en) | Single-phase brushless motor | |
JP5709933B2 (en) | Back electromotive force detection circuit and motor drive control device using the same | |
Moon et al. | Step-out detection and error compensation for a micro-stepper motor using current feedback | |
JP2018050409A (en) | Motor control device and control method for motor control device | |
JP2008278686A (en) | Stepping motor driver | |
JP5665383B2 (en) | Motor control device and control method | |
JP2015046989A (en) | Motor driving apparatus | |
JPWO2006132115A1 (en) | Imaging device | |
JP2013238431A (en) | Resolver device | |
CN110572085B (en) | Method and control unit for noise reduction of BLDC motor | |
JP2008236831A (en) | Motor drive controller | |
JP2008306801A (en) | Controller of permanent magnet motor | |
JP4394086B2 (en) | Stepping motor drive device | |
JP2005098735A (en) | Position-detecting means and position control means using the same | |
JP2017005987A (en) | Drive control method for synchronous reluctance motor, and drive control device for synchronous reluctance motor | |
JP2012175730A (en) | Driving method for stepping motor, driving system, and current pattern update device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20091222 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20110901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20110902 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |