クローズドループステッピングモータの特徴と利点

クローズドループステッピングモータとは

クローズドループステッピングモータとは、エンコーダ（位置センサー）を内蔵し、リアルタイムで位置情報をフィードバックするステッピングモータのことです。従来のオープンループ制御のステッピングモータとは異なり、モータの回転位置を常に監視し、命令通りに動作しているかを確認・補正しながら動かす制御方式が採用されています。

主な特徴

1. 脱調の防止

ステッピングモータは、高速や高負荷時に「脱調（ステップ抜け）」を起こすリスクがあります。クローズドループでは、エンコーダによる補正制御**が行われるため、**脱調の心配がほとんどありません。


「写真の由来：Nema 34 クローズドループステッピングモーター Pシリーズ 8.5Nm/1203.94oz.in 電磁ブレーキ付き」

2. 精度の高い位置決め

フィードバック制御によって、ステップ単位ではなくより滑らかなマイクロステップ制御と位置誤差補正が可能となり、高精度な位置決めが実現できます。

3. 消費電力と発熱の低減

オープンループでは常に定電流で駆動されますが、クローズドループでは**必要な電流だけを供給する制御が可能なため、消費電力が削減され、モータ本体の発熱も抑えられます**。

「写真の由来：Nema 11 ギヤードクローズドループステッピングモーター 12Ncm/17oz.in エンコーダ 300CPR」

4. 静音性の向上

モータの不要な振動や共振を抑えることができるため、運転時の騒音も低減され、静かな環境が求められる装置にも適しています。

クローズドループ方式の利点

項目                                内容                                  

安定性           負荷変動や外乱があっても、補正によって正確な位置制御が可能      

高速化対応     高速回転時にもトルク低下や制御誤差が少なく、生産性の向上につながる

トルクリミット制御       必要以上の力をかけずに動作できるため、機械や製品への負担を軽減できる 

装置の長寿命化       発熱や振動の低減により、モータ・周辺機器の寿命が延びる  

主な使用例

精密搬送装置

半導体製造装置

3Dプリンター・CNC装置

医療機器や光学機器

自動化ラインのサーボ代替

クローズドループステッピングモータは、ステッピングモータのシンプルさと、サーボモータの高精度・高信頼性を融合した制御技術です。脱調のリスクがなく、電力効率にも優れており、制御精度と装置の安定性を両立させたい場合に非常に有効です。

導入時には、対応するドライバやインターフェースの選定も重要となりますが、コストパフォーマンスに優れた高信頼なモーション制御を実現できる手段として、今後も多くの産業分野での活用が期待されています。