ステッピングモーターとサーボモーター: アプリケーションに適したタイプを選択する方法

ステッピング モーターとサーボ モーターはどちらも、オートメーションやロボット工学のアプリケーションでよく使用されます。しかし、これら 2 つのモーター タイプの主な違いは何でしょうか。また、特定のプロジェクトに最適なモーターはどのようにして決定すればよいのでしょうか。このガイドでは、ステッピング モーターとサーボ モーターの構造、機能、長所と短所、コスト、理想的な使用例を比較します。

ステッピングモーターの基礎

ステッピング モーターは、電気パルスを個別の機械的動作またはステップに変換することによって動作します。主な機能:

• 永久磁石ローターと巻線ステーターで構成されています。
• 直流電流によって駆動され、ステータコイルに電流を供給してローターを磁気的に段階的に回転させます。
• オープンループ制御なのでフィードバックは必要ありません。
• 極数が多いため、低速トルクと精度が優れています。
• 休止時に位置を保持します。
• 欠点としては、高速時のトルク低下や負荷変化への対応能力の欠如などが挙げられます。

全体的に、ステッパーは、低速で高精度と保持トルクを必要とするアプリケーションに最適です。制御が簡単で、コスト効率の高いソリューションを提供します。

サーボモーターの基礎

サーボモーターは位置フィードバックを使用して閉ループ速度とトルクを制御します。主な機能:

• 3相ステータと永久磁石ローターで構成されています。
• 交流電流によって駆動され、磁場を回転させてローターを回転させます。
• 閉ループ制御には位置フィードバックが必要です。
• 速度範囲全体にわたって一貫したトルクを維持します。
• 速度、位置、トルクを正確に制御できます。
• 欠点としては、コストが高く、複雑になることが挙げられます。

サーボは、高速、ダイナミックな動き、トルク調整を必要とするアプリケーションに最適です。精密な制御により、複雑なモーション プロファイルが可能になります。

ステッパーとサーボの選択

• 目標速度でのトルク要件を考慮してください。
• 低速、高精度のニーズにはステッパーが最適です。トルクを維持しながら高速化するにはサーボが最適です。
• 変化する負荷にはサーボが推奨され、一定の負荷にはステッパーが適しています。
• ステッパーはゼロ速度で保持トルクを提供し、サーボはブレーキを必要とします。
• サーボは力制御を可能にしますが、ステッパーはそうではありません。
• サーボはより高価ですが、ステッパーはよりシンプルでコスト効率に優れています。

これらの主な違いを理解することで、ステッパー モーターとサーボ モーターのどちらが自動化アプリケーションのニーズに最適かを判断できます。