(57)【要約】【課題】スター結線の３相ステッピングモータを、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を電源側、又は、ＧＮＤ側の１個所のみで総電流として検出して、フィードバック制御する方法で、且つ、２相励磁と３相励磁を交互に行う２−３相励磁方式で駆動した場合、励磁周波数が高くなると、低振動、低騒音駆動効果が無くなる課題があった。【解決手段】本発明に成るステッピングモータ制御回路では、スター結線の３相ステッピングモータを、モータ電流の立下り部分が逆起電力の影響で電流が下がらずに，立ち上がり部分の電流が減る現象をあらかじめ見込んで、立ち上がり時の電流設定値と、立下り時の電流設定値とを、約７：３の比率に設定して電流波形を改善し，振動を抑えるようにしたことを特徴とする制御方式を提供する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スター結線の３相ステッピングモータを、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を電源側またはＧＮＤ側の１個所のみで総電流として検出してフィードバック制御する方法で、２相励磁と３相励磁を交互に行う２−３相励磁方式で駆動し、１パルス当りのモータ回転角度を基本ステップ角の半分にして，なめらかに回転させる方法で駆動した時、モータ電流の立下り部分が逆起電力の影響で電流が下がらずに，立ち上がり部分の電流が減る現象をあらかじめ見込んで、立ち上がり時の電流設定値と、立下り時の電流設定値とを、約７：３の比率に設定して電流波形のアンバランスを無くし，振動を抑えるようにしたことを特徴とする駆動方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スター結線の３相ステッピングモータを２−３相励磁で駆動する時、低振動及び低騒音運転を低コストで実現する技術分野に応用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来は，スター結線の３相ステッピングモータを低コストで、駆動するためには、順次に２相励磁のみを励磁する方法で、１パルス当りのモータ回転角度を基本ステップ角に、回転させる方法（以下２相励磁駆動と言う）が、使用されている。
又、スター結線の３相ステッピングモータを低コストで、且つ、低振動で駆動するためには、２相励磁と３相励磁を交互に行う方式で駆動し、１パルス当りのモータ回転角度を基本ステップ角の半分にして，なめらかに回転させる駆動方法（以下２−３相励磁駆動と言う）が使われている。
フィードバック制御方式では、定電流制御方法としては，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を電源側またはＧＮＤ側の１個所のみで総電流として検出してフィードバック制御する方法（以下総電流制御と言う）が、一般的に使用されている。
そして、２−３相励磁駆動は、２相励磁駆動よりも、１パルス当りのモータ回転角度を基本ステップ角の半分にして，駆動するため、なめらかに回転させる方法で振動が少ない駆動と評価されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スター結線の３相ステッピングモータを２−３相励磁駆動した場合、パルス入力周波数を上昇させて、モータ回転数が高くなると，逆起電力の影響で電流の偏りが生じて，電流波形が２相励磁のときとほとんど変わらない波形となり，２−３相励磁のメリットを生かせなかった。
図２に２−３相励磁駆動で低速回転させたときのＵ、Ｖ、Ｗ相の各々のモータ電流波形を示す。この場合には，電流波形は期待した波形となっている。
図３には，図２のときと全く同じ設定で，パルス入力周波数のみ少し高くし、モータ回転数を高くした場合のＵ、Ｖ、Ｗ相の各々の電流波形を示す。この場合，モータ電流の立ち下がり部分が盛り上がり，モータ電流の立上り部分が下がっている。
図４は，図２のときと全く同じ設定で，図３よりさらにパルス入力周波数を高くし、モータ回転数を高くした場合の電流波形を示す。
更に、図５には、２相励磁駆動の時のモータ電流波形を示す。図４と図５を比較すると，２−３相励磁駆動と２相励磁駆動とでは、ほとんど変わらない波形となっている。
発明が解決しようとする課題は，パルス入力周波数を高くし、モータ回転数を高くした場合でも，図１と同様なモータ電流の立ち下がり部分が盛り上がり，モータ電流の立上り部分が下がり、ステップ状の波形となるように改善することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従来，スター結線の３相ステッピングモータを２−３相励磁駆動した時は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相は、図９に示すＥＸＣＩＴＡＴＩＯＮ  ＳＥＱＵＥＮＣＥを組み、ＩＮＰＵＴ信号は図８に示す指令を出し、ＭＯＴＥＯＲ  ＣＵＲＲＥＮＴは図９に示す様に、電流の立ち上りと立下りの電流制御指令値は一緒になるように設定されいた。そのため、電流の立下り時は逆起電力の影響を受けて電流は下がらず，また，総電流制御のため電流の立上り部の電流が減って，電流波形は２相励磁に近くなり、その結果モータ振動が発生していた。
そこで，本発明に成る制御回路では、図１に示す如く、ＩＮＰＵＴ信号を図９と変えて、電流立ち上り時の３相励磁状態と，電流立ち下り時の３相励磁状態の電流との設定比を約７：３程度に設定することにする。  電流立ち上り時の３相励磁状態と，電流立ち下り時の３相励磁状態の電流設定比を約７：３程度に設定することで、実際にモータに流れる電流は，立上りと立ち下がりで同じになり電流波形の乱れを抑え、課題を解決するための手段とすることができる。
【０００５】
【作  用】
上述の如き本発明に成る制御回路構成においては、図９と図１に示すタイミングチャートのＩＮＰＵＴ信号に具体的に電流設定比を変化させる様子を示す。図９タイミングチャートのＩＮＰＵＴ信号に示す電流波形を変える事で、ＭＯＴＯＲ  ＣＵＲＥＮＴは、２段階の変化から３段階の変化へと変わり、電流の乱れを最小限に抑えることができ、モータの振動を抑えることができる。
【０００６】
【実施例】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
図６は総電流制御回路例である。
図７にはスター結線３相ステッピングモータの２−３相励磁通電パターンを示す。
図８は，スター結線３相ステッピングモータの電流を切りかえるスイッチング素子名及び通電方向の定義を示す。
図９は，改善前のパルス信号を入力した場合のモータ電流波形とタイミングを示す。
図１は，改善後のパルス信号を入力した場合のモータ電流波形とタイミングを示す。
図９の電流の立ち上がりと立下りの電流設定値は同じであり、逆起電力の影響を受けてしまうので、低速回転時は良いが、高速回転時は電流波形が２相励磁と変わらなくなってしまう。
よって、２相励磁と同じような振動周波数成分が発生してしまう。
そこで、図１に示すように，立下り時の電流を低く，立上り時の電流を高く設定する場合、この２相励磁と同じような振動周波数成分を抑えることができる。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に成るスター結線３相ステッピングモータ駆動装置では、２−３相励磁で駆動することで、電流波形がモータ電流の立ち下がり部分が盛り上がる事を無くし，モータ電流の立上り部分が下るを無くす事で、振動抑制効果を従来の方法より、向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】今回の発明による回路のタイミングチャート
【図２】２−３相励磁にて，低速回転させたときのモータ電流波形
【図３】２−３相励磁にて，中速回転させたときのモータ電流波形
【図４】２−３相励磁にて，高速回転させたときのモータ電流波形
【図５】２相励磁にて，回転させたときのモータ電流波形
【図６】スター結線３相ステッピングモータの総電流制御回路例
【図７】２−３相励磁通電パターン
【図８】電流切替え用スイッチング素子名及び通電方向の定義
【図９】改善前回路によるタイミングチャート
【符号の説明】
ａ：通電順序の１番目
ｂ：通電順序の２番目
ｃ：通電順序の３番目
ｄ：通電順序の４番目
ｅ：通電順序の５番目
ｆ：通電順序の６番目
ｇ：通電順序の７番目
ｈ：通電順序の８番目
ｉ：通電順序の９番目
ｊ：通電順序の１０番目
ｋ：通電順序の１１番目
ｌ：通電順序の１２番目
ＵＨ：Ｕ相上アームスイッチングトランジスタ
ＵＬ：Ｕ相下アームスイッチングトランジスタ
ＶＨ：Ｖ相上アームスイッチングトランジスタ
ＶＬ：Ｖ相下アームスイッチングトランジスタ
ＷＨ：Ｗ相上アームスイッチングトランジスタ
ＷＬ：Ｗ相下アームスイッチングトランジスタ
ＰｈａｓｅＵ：モータＵ相巻線
ＰｈａｓｅＶ：モータＶ相巻線
ＰｈａｓｅＷ：モータＷ相巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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