パルスモーターとも呼ばれるステッピングモーターは誘導モーターの一種であり、機械、モーター、電子機器、コンピューターなどの多くの専門知識が必要です。アクチュエータとしてのステッピング モーターはメカトロニクスの主要製品の 1 つであり、さまざまな自動化制御システムで広く使用されています。マイクロエレクトロニクスとコンピューター技術の発展に伴い、ステッピングモーターの需要は日々増加しており、さまざまな国民経済分野で使用されています。
あ ステッピング モーターは 、電気パルスを角変位に変換するアクチュエーターです。電気パルス信号を角度変位または直線変位に変換し、現代のデジタル プログラム制御システムの主要なアクチュエーターとして広く使用されています。
ステッピング モーター制御システムは、ステッピング モーター コントローラー、ステッピング モーター ドライバー、ステッピング モーターの 3 つの部分で構成されます。ステッピング モーター コントローラーはコマンド センターであり、ステッピング モーター ドライバーに信号パルスを送信します。 ステッピングモーター ドライバーが受信した信号パルスが電気パルスに変換されると、ステッピングモーターが回転駆動されます。コントローラーが信号パルスを送信するたびに、 ステッピングモーターは 角度ごとに回転し、その回転は一定の角度でステップごとに実行されます。コントローラーはパルス数を制御することでステッピングモーターの回転角度を制御し、正確な位置決めを実現します。ステッピングモーターの回転速度は、パルス周波数を制御することで正確に制御されます。
通常、モーターの回転子は永久磁石です。電流が固定子巻線を流れると、固定子巻線はベクトル磁界を生成します。磁界はローターをある角度で回転させるため、ローターの一対の磁界の方向はステーターの磁界の方向と一致します。固定子のベクトル磁界が角度を回転するとき。ローターもこの磁場によって角度を変えます。
電気パルスが入力されるたびにモーターは角度を回転し、1ステップ進みます。出力される角変位は入力パルス数に比例し、回転速度はパルス周波数に比例します。巻線に通電する順序を変更すると、モーターが逆転します。したがって、ステッピングモーターの回転は、モーターの各相巻線のパルス数、周波数、通電順序を制御することによって制御できます。
とき ステッピング モーターは ステーター巻線の励磁電流を 1 回切り替えると、ローターはステップ角と呼ばれる固定角度で回転します。ステップ角は通常、スイッチングされた相電流によって生成される回転トルクによって得られるため、各相の極数は偶数である必要があります。ステッピング モーターは通常 2 相以上ですが、もちろん特殊な単相もあります。 コイルが 1 つだけあるステッピング モーター 。単相ですが、実際にはコイルが発生する磁束の方向が交互に反転し、ローターを回転させます。もちろん、実際の動作においては、実用的なステッピングモータの相数は、単相、二相、三相、四相、五相となります。
高いほど ステッピング モーターの 分解能 (1 回転あたりのステップ数、360° をステップ角度で割ったもの) が大きいほど、位置精度は高くなります。高い分解能を得るためには、より多くの極数を設計する必要があります。PM型ロータは、ロータコアの外周面にN極とS極が等間隔で交互に配置されています。ローターの極数はN極とS極の合計となります。説明を簡単にするため、極対数を 1 と仮定します。 ここで、ロータが永久磁石であるステッピングモータのステップ角 θs は、ロータ数 Nr から次式で表されると求めます。極対、P は固定子の相の数、
θs=180°/PNr
上式の物理的意味は次のとおりです。ローターの 1 回転に対する機械角は 360°です。, 極数2Nrで取り外す場合、1極が占める機械角は180°/Nrに相当します。つまり、ポールの機械角をステーターの相数で割ってステップ角を求めます。この概念を次の図に示します。
θs=180°/PNr の式より、ステップ角が小さいほど分解能が高くなることがわかります。ステッピングモーターの分解能を向上させるには、ロータの極対数を増やすか、ロータの極対数を増やす必要があります。より多くのステータ相を備えた多相式 P 方式。しかし、機械加工によるNrの増加には限界があるため、高分解能ステッピングモーターを製造するには2つの方法を併用する必要があります。
最適なステッピング モーターは、必要なトルクを提供しながら十分な速度を発揮できるものです。ステッピング モーターのカテゴリに応じて、私がおすすめするベスト モーターを紹介します。
