サーボモータとは、どんなモータなのか

私たちが家電などで日常的に使っているモータの原型は、190年以上も前に考案されました。DCモータが発明され、その後、単相交流で回るACモータや3相交流で回る誘導モータなどが登場しました。では、これらの一般的なモータと、サーボモータでは、どのような違いがあるのでしょうか。

そもそもサーボモータのサーボ（Servo）とはラテン語の「Servus」＝召使いに由来します。主人が何か指示を出すと、その指示に忠実に動いてくれる、それがサーボモータです。一般的なモータと比べ、俊敏かつ高速で正確に動きます。サーボモータはモータ単体だけではなく、モータを動かすドライバ（駆動装置）、位置（角度）／速度／回転力（トルク）を指示するコントローラで構成されます。


ギヤードクローズドループステッピングモーター

サーボモータは「DCサーボモータ」と「ACサーボモータ」の2種類に大別できます。

DCサーボモータは直流で駆動します。構造から、ロータ（回転子）のコイルへ電流を機械的に一定方向に流すブラシ（電極）が付いたタイプと、ロータに永久磁石を使ったブラシのないブラシレスタイプがあります。ブラシレスモータは、交流を使用している点からACサーボに分類される場合もあります。DCサーボモータは小型・低価格がメリットですが、ブラシのメンテナンスが必要です。

ACサーボモータは交流で駆動します。こちらも構造によりロータに永久磁石を使う「同期型」（SM）と永久磁石を使わない「誘導型」（IM）に大別されます。同期型は磁石を使うので高出力になると高価になりますが、高性能な永久磁石の登場により、現在主流のサーボモータです。一方、誘導型は磁石を使わないため、10kW以上の高出力な用途などに適しますが、制御系は複雑になります。

ステッピングモータ用ドライバ

同期型ACサーボモータの基本構造は、モータ軸にあたるロータと、その周りに配置されたステータから成ります。ロータには強力な永久磁石が埋め込まれています。またステータにはコアとなる鉄心に電線が巻かれており、電流を流すと電磁石になります。交流は電流の向きが交互に変わるので、電磁石のN極とS極が切り替わり、ステータの永久磁石を引き付けたり反発したりしながら回転させる仕組みです。

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