ステッピングモーターの基本：タイプ、目的、およびそれらの仕組み

この記事では、Stepper Motorsの基本について説明します。作業原則、制御方法、使用法、およびステッパーモーターの種類について学びます。

ステッパーモーターの導入

ステッピングモーターの基本

ステッピングモーターは、その主な特徴がステップを実行することにより、つまり固定量の学位で移動することによって回転するという電気モーターです。この機能は、モーターの内部構造のおかげで取得され、センサーを必要とせずにステップの実行方法をカウントするだけで、シャフトの正確な角度位置を知ることができます。この機能により、幅広いアプリケーションにも適しています。

ステッピングモーターの動作原則

すべての電気モーターと同じように、ステッパーモーターには固定部品（ステーター）と可動部（ローター）があります。ステーターには、コイルが配線されている歯がありますが、ローターは永久磁石または可変抵抗性の鉄のコアのいずれかです。後で異なるローター構造に深く潜ります。ステッパーモーターの基本的な作業原理は次のとおりです。ステーター相の1つ以上をエネルギーすることにより、コイルに流れる電流によって磁場が生成され、ローターはこのフィールドに整列します。さまざまな相を順番に供給することにより、ローターを特定の量で回転させて、目的の最終位置に到達できます。

ステッピングモータードライバータイプ

市場にはさまざまなステッピングモータードライバーがあり、特定のアプリケーションのさまざまな機能を紹介しています。最も重要な特徴には、入力インターフェイスが含まれます。最も一般的なオプションは次のとおりです。

• ステップ/方向 - ステップピンにパルスを送信することにより、ドライバーはモーターがステップを実行するように出力を変更し、その方向は方向ピンのレベルによって決定されます。

• 位相/有効化 - 各固定子巻線相に対して、位相は現在の方向を決定し、位相がエネルギー化されているかどうかをトリガーします。

• PWM - ローサイドおよびハイサイドのFETのゲート信号を直接制御します。

ステッパーモータードライバーのもう1つの重要な特徴は、巻線全体の電圧のみを制御できるか、またはそれを流れる電流を制御できるかどうかです。

• 電圧制御により、ドライバーは巻線全体の電圧を調節するだけです。トルクが発生し、ステップが実行される速度は、モーターと負荷の特性によってのみ依存します。

• 現在の制御ドライバーは、生成されたトルク、したがってシステム全体の動的挙動をよりよく制御するためにアクティブコイルを流れる電流を調節するため、より高度になります。

ステッピングモータータイプ

1。反応性ステッピングモーター 

反応性ステッピングモーターの固定子はシリコンスチールシートで作られており、反対側の2つの磁性極は、異なる巻線方向で同じ曲がりくねったもので巻かれています。エネルギーを与えると、nとsの極のペアが形成され、モーターローターには巻かれていません。モーターのローターは、柔らかい磁気材料でできています。同じサイズの小さな歯があり、ローター極の外面とステーター極の内面に同じ​​間隔があります。電磁力は、反応性ステッパーモーターが移動する駆動力です。電磁力の作用の下で、ローターは最大磁性透過性（または最小磁気抵抗）の位置に移動し、バランスの取れた状態になります。

2。永久磁石ステッピングモーター

永久磁石ステッパーモーターのローターの材料は永久磁性であり、ローターの極の数とステーターは同じで、モーターの出力トルクは大きく、ステップ角は比較的大きいですが、作業パフォーマンスは良好です。

3。ハイブリッドステッパーモーター

ハイブリッドステッパーモーターステーターの構造は、反応性ステッピングモーターの構造と同じです。ローターは、軸方向の2つのセクションに分割されます。小さな歯の同じ数とサイズは、2つのセクションの鉄のコアの円周方向に均等に分布していますが、それらは歯のピッチの半分によって置き忘れられています。図1.1に示すように、ローターの一方の端にある鉄のコアがn極に、もう一方の端の鉄のコアがs極であるように、永久磁石が2つの鉄コアの中央に埋め込まれています。ローターのnとsの極性は変化しないままであり、ステーター磁極のnとs極性の連続変化は、固定子巻き電流を制御することによって実現され、ローターのnとsの極に必要に応じて回転するために、ローターのnとsの極に対応する力が生成されます。ハイブリッドステッパーモーターのローターの永久磁場もトルクの一部を生成するため、反応性ステッパーモーターのステーター磁場によって生成されるトルクよりも大きくなります。

CNC用のステッパーモーターを選ぶことは、トルクとRPM（速度）要件を理解することです。

最高のステッピングモーターは、必要なトルクを提供しながら、十分に速くすることができます。ステッパーモーターのカテゴリに応じて、私の最高のピックを教えてください。

ステッパーモーターの利点

Stepper Motorsの作業原則を理解しているので、他のモータータイプと比較して、長所と短所を要約することは有用です。

ステッパーモーターは、電気パルスを正確な機械的運動に変換する電気モーターであり、多くの医療用途にとって理想的なソリューションになっています。医療機器と機器は、多くの場合、高精度の位置決め、低ノイズ、高トルク機能を必要とします。これらはすべて、ステッパーモーターで実現できます。
Stepper Motorsの主な利点の1つは、正確で正確な動きを提供する能力です。これにより、手術ロボット、注入ポンプ、CTスキャナーなどの医療用途に最適な選択肢になります。これは、意図した経路や位置からの小さな逸脱でさえ深刻な結果をもたらす可能性があります。ステッピングモーターは、手術処置や医療イメージングに不可欠な滑らかで制御された動きを提供するようにプログラムすることもできます。モーターが回転すると、ステップエラーのパーセンテージエラーは蓄積されません。
1.減速装置なしの非常に遅い速度を含む、幅広い速度で実行できます。
2。ステッピングモーターは、開始、停止、リバースモード中に優れた応答を提供します。
3.ブラシや整流子が使用されていないため、非常に信頼性が高くなります。その生涯は、ベアリングの生活に依存しています。
4.ステッピングモーターコントロール回路はシンプルで低コストです。これは主に低電力アプリケーションに使用されます。ステッピングモーターの位相数：モーター内のコイルグループの数を指します。現在、2相および三相が一般的に使用されています。
1。ステップ角：パルス信号に対応して、モーターローターの角度変位。
電気パラメーター：電流、抵抗、インダクタンス。
保持トルク：ステッピングモーターが通電されているが回転していない瞬間を指します。ステーターはローターをロックします。
2。ポジショニングトルク：モーターが駆動されていないときのモーターローター自体のロックトルク。
3。トルク周波数の実行特性：特定のテスト条件下で測定されたモーターの動作中の出力トルクと周波数の関係の曲線。

ステッピングモーターApplications

第一に、ステッピングモーターは、主に、ワイヤー切断テーブルのドラッグ、チューフティングマシンテーブル（ポアポジショニング）、パッケージングマシン（固定長）など、ポジショニング要件のある場合によって使用されます。

第二に、3Dプリンター、監視機器、スマートロック、血液分析装置、スマートマイクロスコープ、ビジョンテスター、その他のフィールドで広く使用されています。特に、安定した動作、低ノイズ、高速応答、長いサービス寿命、高出力トルクを必要とするアプリケーションに適しています。

第三に、ステッピングモーターは、コンピューター化された刺繍機などの繊維機械や機器で広く使用されています。このタイプのステッピングモーターの特徴は、トルクが高くなく、頻繁な起動応答速度が高速で、ランニングノイズが低く、動作が安定し、制御性能が良好であることです。 、マシン全体のコストは低いです。

ステッピングモーターの適用予防措置：
  1。ステッピングモーターは低速の機会に使用されます---速度は1分あたり1000回転（0.9度で66666pps）を超えません。現時点では、モーターの効率が高く、ノイズが低くなっています。
   2.ステッピングモーターは、フルステップ状態を使用しないのに最適です。振動はフルステップ状態で大きくなります。

   3。慣性の大きなモーメントを備えた負荷の場合、大きなフレームサイズモーターを選択する必要があります。
4.モーターが高速または大きな慣性負荷にある場合、それは遺伝子です。

ステッパーモーターのビデオ