ステッピング モータ マイクロ ステップ 分割 数
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ステッピングモーターのドライバ｜技術資料 ｜オリエンタルモーター株式会社
1. ステッピングモーターとは ステッピングモーターは制御モーターの一種で,電流を流す相を切り替えることで時計のように一定の角度ずつ動いて回転する仕組みのモーターです。センサなしに位置決めができます。パルスモーター,ステップ,ステッパモーターなどとも呼ばれることがあります。 2. ステッピングモーターの種類 ステッピングモーターは構造によって,2相,3相,5相に分類されます。 時計のように回転するステッピングモーターは,1パルスで動かせる角度を「基準ステップ角」と呼びます。基準ステップ角が細かければ細かいほど,滑らかでより精度の高い動きができます。 3. 2-4-3 ステッピングモータの特性 | 日本電産株式会社. ステッピングモーターの駆動方式・ドライバ ステッピングモーターを駆動するにはドライバが必要です。ドライバを作るときに気を付けていただきたいのは,2相の場合,バイポーラ駆動かユニポーラ駆動かによって,ドライバの駆動回路が異なります。3相と5相は,電流を双方向に流すことが可能なドライバが必要になります。 また,2相や3相ステッピングモーターは,巻線構造が簡単なため,メーカーが違っても,同じ駆動回路でモーターを回すことができます。しかし,5相ステッピングモーターの場合,巻線構造が複雑で,モーターを回すために流す相の組み合わせや順番も1通りではありません。したがって,5相ステッピングモーターの場合,組み合わせるドライバには注意が必要です。 4. ステッピングモーターの制御・動かし方 まずはパルス指令の信号についてですが,これは電圧のON/OFF(HI/LOW)が繰り返される電気信号のことです。HI/LOWの1サイクルを1パルスと数えます。 パルス信号は,上位コントローラなどからドライバに入力させますが,このパルス信号の数で,回転角度を制御します。 ステッピングモーターの速度制御 回転速度はパルス数の密度でコントロールします。1パルスで1基準ステップ角が回転する場合,1秒に10パルスを送るのが,1秒に1パルスを送るのよりも,1秒の回転した角度が大きいです。なので,パルスの周波数が高ければ,回転速度が速いのです。 ステッピングモーターの位置制御 最近のドライバは,相に流す電流量を細かく制御して,モーターの基準ステップ角よりも小さい角度で位置決めすることが可能なマイクロステップ方式が採用されるようになり,より細かい位置制御ができます。 フルステップ制御:1パルスで基準ステップ角移動します。 ハーフステップ制御:1パルスで 1/2 基準ステップ角移動します。 1/n マイクロステップ制御:1パルスで 1/n 基準ステップ角移動します。 5.
2-4-3 ステッピングモータの特性 | 日本電産株式会社
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッピングモータのマイクロステップ駆動 方法に関し、更に設定すれば低速では高分解に、高速で は低分解能にして、使用できる速度域を広げるとともに 低速ではより高精度な制御ができるようにしたステッピ ングモータのマイクロステップ駆動方法に関する。 (従来の技術〕 一般的なステッピングモータの使用において、その分 解能すなわち入力の1パルスに対応して進むモータの角 度はフルステップとハーフステップの2種類であり、そ のときの1ステップ当りの進み角は で表わされる。ここで(1サイクルのステップ数)とい うのはモーター巻数の励磁パターンが同じになるまでの ステップ数をいう。たとえばローターの歯数が50の2相 モーターをユニポーラ駆動した場合、フルステップ駆動 では第2図(a)のように1サイクルのステップ数は4 となるので、分解能は1. 8度/stepとなる。また、ハーフ ステップ駆動では第2図(b)のように1サイクルのス テップ数は8となるので、分解能は0. 9度/stepとなる。 上記をもう少し詳しく説明する。2相モーターの各相 は第3図のような位相配置となっている。ローターの歯 は各励磁トルクの和の位置に停止する。第3図のような 位相配置になっているモーターを第2図のシーケンスで 励磁してやると、トルクのベクトルは第4図の矢印Vの ように遷移していく。そして、360度位相がずれると、 ローターの歯が1つ分移動して以下これを繰り返すこと により、モーターが回転する。 ステッピングモーターの一般的な使用方法において は、モーターの各巻線をON−OFFさせることによって回 転させる。この方法は制御回路が簡単になるが、その反 面、分解能は0.
日本電産株式会社 技術・事例 モーターとは モータ基本情報 2-4-3 ステッピングモータの特性 ステッピングモータのトルクと速度の関係を 図 2. 57 のように縦軸にトルク、横軸にパルス周波数をとって表します。図には2本の曲線が描かれており、それぞれ起動特性と連続特性と呼ばれます。 起動特性 起動特性 は、一定周波数のパルスを与えたときに、停止している状態からどれくらいの負荷トルクを背負って起動できるかを示したもので、 引き込みトルク (pull-in torque) 特性 とも呼ばれます。ステッピングモータの最大トルクは、通常10Hzのパルス周波数での起動トルクで定義されます。なお、ステッピングモータを語るとき、パルス周波数をパルスレートと呼び、その単位をHzの代わりにpps(pulses per second)で示すことが多いようです。 連続特性 連続特性 は、一定周波数のパルスで回転しているとき、どのくらいの負荷トルクを加えても回転を続けられるかを示すもので、 スルートルク特性 、 脱出トルク特性 とも呼ばれます。 連続特性は起動特性より高い値になります。 起動特性、連続特性とも、パルス周波数の上昇につれて値が低くなります。 図2. 57 ステッピングモータの負荷特性 モータが連続動作できる限界を、 最大連続応答周波数 といい、モータを起動できる限界を 最大自起動周波数 といいます。 ステッピングモータのトルクが高速域で低下するのは、巻線インダクタンスのため、高い周波数で電流が流れにくくなるからです。 ステッピングモータは、励磁方法と駆動回路により、起動特性と連続特性が変化します。そのためステッピングモータの特性は、駆動回路との関係を含めて、総合的に評価しなければなりません。 <一口コラム> ホールディングトルク ステッピングモータは、通電状態で停止しているときに外力が加わっても、ロータとステータの間に発生する吸引力によって停止位置を保とうとする性質があります。 この外力に抵抗できるトルクをホールディング(保持)トルクと呼びます。 <一口コラム> ディテントトルク PM型およびHB型のステッピングモータは、通電していないときもロータ磁石の吸引力で、ある程度保持トルクがあります。このトルクをディテントトルクと呼びます。 2-4-1 HB型モータの構造と動作 2-4-2 クローポール型PMモータ 2-4-3 ステッピングモータの特性