アプリケーションに適したタイプのステッピングモーターを選択する

Stepper Motorsは、使いやすさだけでなく、正確に停止する能力に人気があります。回転の量と速度の両方が、同じデジタルスクエアウェーブパルス信号で簡単に制御されます。サーボモーターとは異なり、Stepper Motorsは動作するためにエンコーダーを必要としません。ステッピングモーターのアプリケーションの例は、CNCマシン、インデックステーブル、ロボット工学、スキャナー、そして最近では3Dプリンターです。

アプリケーションに適したステッピングモーターを選択するには、ステッパーモーターの種類、アプリケーションの要件、環境条件など、さまざまな要因を理解することが含まれます。情報に基づいた決定を下すためのガイドは次のとおりです。

1。ステッパーモーターの種類

永久磁石（PM）ステッパーモーター：

特性：

永久磁石ローターを利用し、一般的に低コストです。

最適：

基本的なポジショニングタスクなど、低いトルクと速度を必要とするアプリケーション。

可変不本意（VR）ステッパーモーター：




特性：

柔らかい鉄のローターを備えており、PMステッパーモーターズと比較してより高いステップ解像度ですが、トルクが低くなります。




最適：

より細かい解像度が必要な高速および低トルクアプリケーション。

     ハイブリッドステッパーモーター：

特性：

PMモーターとVRモーターの両方の特徴を組み合わせて、永久磁石と歯付きローターと高トルクと精度を提供します。

最適：

3Dプリンター、CNCマシン、産業自動化など、正確な制御を必要とする高性能アプリケーション。

2.申請要件を決定します

   

トルク要件：

    モーターが駆動する負荷を評価します。必要なトルクは、負荷の重量、摩擦、加速に依存します。

トルクを保持：

モーターが静止しているときに位置を維持するために必要なトルク。これは、ロボット工学や垂直運動システムなどのアプリケーションにとって重要です。

トルクを実行する：

モーション中に必要なトルク。これは、連続的または動的な動きを伴うアプリケーションにとって不可欠です。

速度要件：

Stepper Motorsは、より低い速度で最適に動作します。アプリケーションに必要な速度範囲を検討し、手順を失うことなくモーターがそれを処理できることを確認してください。










ステップ解決：

必要な精度を決定します。より高いステップカウント（革命あたり200ステップなど）は、より細かい制御を提供しますが、より複雑なドライバーが必要になる場合があります。







マイクロステップ： 

一部のアプリケーションは、マイクロステップの恩恵を受けるため、各ステップを小さい刻みに分割することで解像度が増加します。







電圧と電流：

モーターの電圧と電流をドライバーと電源と一致させます。電圧が高いほど、高速でのパフォーマンスが向上することがよくありますが、より高い電流によりトルクが大きくなります。







ドライバーの互換性：

使用する予定のドライバーとモーターが互換性があることを確認してください。一部のドライバーは、特定の種類のステッピングモーター（双極または単極構成など）用に特別に設計されています。

3。環境上の考慮事項

温度：

ステッピングモーターは、動作中に熱を生成します。モーターが環境温度に耐えることができるかどうか、特に閉じ込められた空間または近くの熱感受性成分で使用される場合は考えてください。

振動と騒音：

一部のアプリケーションでは静かな動作が必要なため、モーターのノイズレベルと振動を考慮する必要があります。ハイブリッドモーターは通常、PMまたはVRモーターよりも静かです。

湿度とほこり：

過酷な環境では、適切な保護機能（例えば、IP評価）を備えたモーターを選択して、水分や粉塵の損傷を防ぎます。

4。物理的なサイズと取り付け

モーターサイズ：

モーターがアプリケーションの物理的制約に適合していることを確認してください。モーターのサイズは、しばしばそのトルク出力と相関します。

マウント構成：

モーターがどのように取り付けられるかを考えてください。標準のNEMAフレームサイズ（例：Nema 17、Nema 23）は一般的ですが、モーターの取り付け穴がシステムの設計に合っていることを確認してください。

5。コスト対パフォーマンス

モーターのコストとパフォーマンスの特性のバランスを取ります。ハイブリッドステッパーモーターはより良い精度とトルクを提供しますが、PMまたはVRモーターよりも高価です。オーバーエンジニアリングなしでアプリケーションの要件を満たすモーターを選択します。

6。テストとプロトタイピング

選択を最終決定する前に、特定のアプリケーションでモーターをテストしてください。プロトタイピングは、大量生産前のトルク、速度、または互換性に関する問題を特定するのに役立ちます。

適切なステッピングモーターを選択するには、モーターの種類、アプリケーションの要件、環境条件、コストを慎重に検討することが含まれます。これらの要因を徹底的に評価することにより、特定のアプリケーションに信頼性の高い効率的なパフォーマンスを提供するモーターを選択できます。

特定のタイプのステッピングモーターを使用することはいつ理にかなっていますか？それはあなたのアプリケーションに依存します。

1. 短距離にわたってクイックインデックス操作を実行します

2. 高速往復運動を達成する

3. 大きな慣性負荷のインデックス操作の実行

4. より高い停止精度でインデックス操作を実行します

5. パワーオフブレーキを使用して垂直方向の位置決め操作を実行します

6. クローズドループポジショニング操作を実行します

7. 小さなスペース内での配置

ステッパーモーターズの利点

Stepper Motorsは、幅広いアプリケーション、特に位置、速度、加速の正確な制御を必要とするアプリケーションに最適ないくつかの利点を提供します。ステッパーモーターを使用することの重要な利点は次のとおりです。

1.正確な位置決めと再現性

正確さ：

ステッピングモーターは固定された個別のステップで移動し、位置を正確に制御できます。各ステップは、特定の回転角度に対応し、一貫した繰り返し可能な動きを確保します。

フィードバックは必要ありません：

サーボモーターとは異なり、Stepper Motorsは、ポジションを維持し、設計とコストの削減を維持するためにフィードバックシステム（エンコーダーなど）を必要としません。

2。単純な制御システム

オープンループコントロール： 

ステッピングモーターは、オープンループシステムを使用して制御できます。ここでは、コントローラーがモーターの位置を監視する必要なくステップパルスを送信します。このシンプルさは、システムの複雑さとコストを削減します。

統合の容易さ： 

Stepper Motorsは、マイクロコントローラーやその他のデジタル制御システムと簡単にインターフェースでき、ロボット工学、自動化などのアプリケーションに適しています。

3。低速での高トルク

ダイレクトドライブ機能：

Stepper Motorsは、低速で高トルクを提供し、複雑なギアリングを必要とせずに直接駆動アプリケーションに最適です。

トルクを保持：

Stepper Motorsは、CNCマシンや3Dプリンターなどの固定位置を維持することが重要な用途で有用な、静止した場合、保持トルクを維持できます。

4。優れた安定性

ドリフトなし：

一度所定の位置に、ステッパーモーターは漂流せず、安定した動作を確保します。この安定性は、移動のない長期間の保持位置を必要とするアプリケーションで特に有益です。

5。信頼性と耐久性

長寿命：

Stepper Motorsは、他のタイプのモーターよりも可動部品が少なく、信頼性が高く、運用寿命が長くなります。

メンテナンスが低い：

堅牢な設計とブラシや整流器の不足は、ステッピングモーターがブラシ付きモーターと比較して最小限のメンテナンスを必要とすることを意味します。

6。幅広いサイズと構成

汎用性：

Stepper Motorsは、さまざまなサイズ、ステップ解像度、トルクの評価で利用でき、特定のアプリケーションニーズに合わせてカスタマイズを可能にします。

適応性：

フルステップ、ハーフステップ、マイクロステップなど、さまざまな操作モードで構成でき、パフォーマンス特性の柔軟性を提供します。

7。費用対効果の高いソリューション

手頃な価格：

ステッピングモーターは一般に、特にモーターの固有の利点がエンコーダなどの追加コンポーネントの必要性を排除するアプリケーションでは、サーボなどの他の精密モーターよりも費用対効果が高くなります。

システムコストの削減：

制御システムのシンプルさとフィードバックコンポーネントの欠如は、システムの全体的なコストを削減します。

8。低速、高トルクアプリケーションの高い信頼性

低速での共鳴の問題はありません：

ステッピングモーターは、他のモーターが共鳴の問題を経験したり、複雑なコントロールアルゴリズムを必要とする可能性がある低速高速アプリケーションで特に効果的です。

9.チューニングは不要です

使いやすさ：

サーボモーターとは異なり、ステッパーモーターは制御ループの調整を必要としません。これにより、セットアップが簡素化され、展開に必要な時間が短縮されます。

10。最新のコントローラーとの互換性

マイクロスタッピングコントローラーとの統合：

モダンなステッパーモータードライバーは、マイクロステップを使用して動きの解像度と滑らかさを高め、ステッピングモーターをさらに多用途で正確にすることができます。

Stepper Motorsは、正確な制御、信頼性、およびシンプルさを必要とするアプリケーションに人気のある選択肢です。正確なポジショニング、低速での高トルク、および単純な制御システムとの互換性を提供する能力により、ロボット工学から産業自動化まで、幅広いアプリケーションに最適です。さらに、それらの費用対効果と耐久性により、小規模プロジェクトと大規模な産業システムの両方にとって実用的な選択となります。