ほとんどのステッピング モーター ベースのモーション コントロール システムは開ループ状態で動作するため、低コストのソリューションを提供します。ただし、ステッピング モーターがオープン ループ モードで負荷を駆動する場合、指令ステップと実際のステップの間にステップ損失が発生する可能性があります。この可能性を回避するために、閉ループステッピングサーボシステムが開発されました。
クローズドループステッパーサーボシステムは、従来のオープンループステッパーシステムの革新として、より高い安全性、信頼性、または製品品質要件が必要なアプリケーションにコスト効率の高いオプションを提供します。位置フィードバック デバイスがステッピング モーターの後ろに設置されるか、位置を検出する間接的なパラメーターによってサーボ システムのような閉ループが形成されます。これにより、モーターのグリッドロックを検出し、モーターの高速性、精度、有効トルクの出力が向上します。閉ループステッピングサーボシステムには次の利点があります。
同じ電圧と電流の制御条件下で、従来の開ループ ステッピング システムと比較して、閉ループ ステッピング サーボ システムの速度範囲は 0.1 ～ 3000RPM でスムーズに動作し、実効トルクは保持力の 60% 以上に増加します。トルクを向上させ、同時に温度と騒音を低減します。
90度ショートストローク正負ステッピングモーターの場合、T型加減速度は1000rad/s/sに達し、速度は800rpmに達し、位置決め時間は80ms未満、1分間の往復周波数は700以上に達します。何度でも、ターゲット位置の正確な位置決めを保証できます。
ステッピングモーターは低速時のトルクが大きいため、従来のサーボモーターに比べて低速回転域で大きな連続トルクを使用することができ、システムの小型化を実現します。
ステッピングモーターは停止時のトルク保持特性があるため、停止時に微振動が発生するサーボシステムとは異なり、モーターの完全停止を実現でき、モーションシステムの繰り返し位置決め精度が向上します。
500、1000、2000、4000、5000、20000 P/R エンコーダ分解能はオプション、1 回転あたり最大 80000 パルスの位置命令分解能。
サーボと同様に閉ループ正弦波ベクトル制御により、負荷の大きさに応じてモーター電流が制御されるため、モーターの発熱を抑え、モーターの動作温度を下げ、高効率を実現します。
クローズドループステッパーシステムは多くの利点をもたらしますが、若干の追加コストが発生します。ただし、他の閉ループモーション制御技術と比較すると、フィードバックデバイスのコストが多少高くなったとしても、閉ループステッピングサーボシステムは依然として低コストのソリューションです。
結果の正確性には、追加コストを支払う価値があります。重要なアプリケーションにおけるエラーのコストは、フィードバック要素のコストよりもはるかに高くなります。エンコーダまたはロータリートランスは、ステッピングモーターが正しい位置で動作していることを保証する一種の事前保険として機能します。
部品の精度と品質の向上は、実際に測定された位置を機械またはモーション システムの理想的な位置と比較する閉ループ制御によって実現されます。この 2 つが矛盾している場合は、モーターが動き、誤差を補おうとします。フィードバック デバイスと閉ループ方式のコストと利点が妥当かどうかは、特定のアプリケーションによって異なります。追加コストの額は、必要な機械の性能、生産効率、位置精度、および必要な部品の品質によって異なります。
管理されたプロセスにおける材料の価値もコストのバランスに影響します。ステッピング モーターは、電子部品から DNA サンプルに至るまで、非常に高価な材料を扱うためによく使用されます。故障を防ぐために、モーターのフィードバックを少し追加する価値があります。
一般に、ステッパー サーボ システムはコストと性能の点で従来のオープン ループ ステッパーと AC サーボの中間に位置し、市場価値はほとんどないと考えられています。しかし、ステッピングサーボシステムの高いコストパフォーマンス、小型、高動的応答性という特性は、ショートストローク、高速正逆回転の用途においては、何にも代えがたい利点があると考えております。オープンループステッパーでは達成できない性能要件を満たすことができるだけでなく、ACサーボシステムと比較して小型化、低コストという利点もあります。特に、半導体、繊維、医療、数値制御業界でのオートメーション機器の特殊な要件におけるアプリケーションに適しているため、幅広い市場アプリケーションの見通しを持っています。
