ステッピングモーターの種類と特徴

ステッピング モーターは、構造形式に基づいて、可変リラクタンス (VR) モーター、永久磁石 (PM) モーター、ハイブリッド ステッピング (HS) モーターの 3 つの主なタイプに分類できます。ステッピング モーターの動作性能は、制御方法と密接に関係しており、オープン ループ制御システム、クローズド ループ制御システム、およびセミクローズド ループ制御システムの 3 つのタイプに分類できます。実際のアプリケーションでは、セミクローズド ループ制御システムは、一般にオープン ループ システムまたはクローズド ループ システムに分類されます。

可変リラクタンス: 可変リラクタンス ステッピング モーターは、ステータに巻線があり、ローターは軟磁性材料でできています。構造がシンプルで、コストが低く、ステップ角度が小さい (通常 1.2° に達する) という特徴があります。ただし、動的パフォーマンスが悪く、効率が低く、発熱が大きく、信頼性に問題があります。

永久磁石: 永久磁石ステッピング モーターには、永久磁石材料で作られたローターがあり、ローターの極数はステーターの極数と一致します。優れた動的性能と高い出力トルクを誇りますが、精度が低く、ステップ角度が大きくなります (通常 7.5° または 15°)。

ハイブリッド: ハイブリッド ステッピング モーターは、可変磁気抵抗モーターと永久磁石モーターの利点を組み合わせたものです。ステーターに多相巻線を備え、ローターに永久磁石材料を使用し、ローターとステーターの両方に複数の小さな歯を組み込むことでステップ精度を高めています。ハイブリッド モーターは、高出力トルク、優れた動的性能、小さなステップ角度を提供しますが、構造が複雑で、比較的コストが高くなります。

ステッピングモーターは、ステータ巻線によって分類すると、2相、3相、5相シリーズがあります。最も人気があるのは2相ハイブリッドステッピングモーターで、コスト効率とサブディビジョンドライバーによる優れた性能により、97%以上の市場シェアを占めています。このモーターの基本ステップ角は1.8°/ステップですが、ハーフステップドライバーを使用すると0.9°まで低減でき、サブディビジョンドライバーを使用するとさらに最大256回（0.007°/マイクロステップ）まで細分化できます。摩擦や製造精度などの要因により、実際の制御精度はわずかに低くなります。同じステッピングモーターを異なるサブディビジョンドライバーと組み合わせて、精度と性能を調整できます。

ステッピングモーター

ステッピングモーターの特性

利点:

1. スタート、ストップ、リバースレスポンスに優れています。
2. 回転角度はパルス数に比例します。
3. 速度はパルス周波数に比例するため、速度範囲が広くなります。
4. モーターが静止しているとき（巻線が通電されているとき）の最大トルク。
5. ステップ間の誤差の蓄積が少ないため、正確な位置決めと反復動作が可能になります (ステップあたり 3-5%)。
6. 応答はデジタル入力パルスのみによって決定されるため、オープンループ制御が可能になり、モーターの構造と制御コストが簡素化されます。
7. 負荷をモーター軸に直接接続することで、低速同期回転を実現できます。
8. ブラシがないため信頼性が高く、モーターの寿命はベアリングの寿命のみに依存します。

デメリット:

1. 高速で操作するのは困難です。
2. 大きなトルクを得ることは困難です。
3. 適切に制御しないと共振の危険があります。
4. 過負荷になるとステップが失われやすく、高速走行時に振動や騒音が発生します。
5. 体積と重量の点で利点がなく、エネルギー効率も低い。

特別なご要望や調整事項がありましたら、お気軽にお知らせください。