〓 Admin 〓
今回はステッピングモータの運転パターンや励磁方式、マイクロステップ駆動を紹介します。
９－２ ステッピングモータの駆動運転
ステッピングモータの運転パターン
矩形駆動（自起動運転パターン）
加速、減速区間を設けずに、起動、停止させる基本運転パターンです。 しかし、この運転は、自起動領域内でしか使用できません。
台形駆動（速度制御運転パターン）
加速、減速区間を設け、目標定速に達するまでパルス速度を徐々に変化させる運転です。 イナーシャが大きな場合の起動や、精度良く停止位置決めする場合などに用います。
ステッピングモータの励磁方式
各相のコイルへ決まった順番で電流を流す方式を励磁方式といいます。 励磁方式には、1相励磁、2相励磁、1-2相励磁の3種類が基本になります。 この励磁方式を運転用途（シーン）に応じて使い分けします。
1相励磁
主にユニポーラモータで使用します。 1相ずつ励磁位相を進める方式で、フルステップ駆動ともいいます。 消費電力は少なくなりますが、振動が発生し易くなります。
2相励磁
バイポーラモータでのフルステップ駆動方式です。 2相ずつ励磁位相を進める方式です。 ユニポーラモータの１相励磁よりも、 出力トルクが大きくダンピング性に優れており、より滑らかに動作します。
1-2相励磁
1相励磁と2相励磁を交互に繰り返す方式で、ハーフステップ駆動ともいいます。 モータのステップ角分解能は、1相や2相励磁方式の半分になります。 2相励磁よりも更に滑らかに動作します。
マイクロステップ駆動
フルステップ、ハーフステップ駆動が、2つのコイル電流をON/OFFし一定角ずつ回転させるのに対し、 マイクロステップ駆動は、2つのコイル電流比率を階段状に変化させることで、 更に細かいステップ角で回転させることができます。
------------------------------------------------------------
PR
一般的な駆動モードには次のものがあります。
・ウェーブドライブ（直接波形駆動）（１相励磁）
・フルステップ駆動（２相励磁）
・ハーフステップ駆動（１－２相励磁）
・マイクロステップ駆動（モータ電流を連続的に変化させる）
ウエーブドライブ／１相励磁では、ある時間内で巻線が１本だけ励磁されます。固定子は、Ａ→Ｂ→／Ａ→／
Ｂ（「／Ａ」はＡの反転論理を示す）というシーケンスに従って励磁され、回転子は位置８→２→４→６と移動
します。同じ巻線パラメータをもつユニポーラおよびバイポーラ巻線モータでは、この励磁モードでは機械的位
置は同じになります。この駆動モードの短所は、定められた時間内にユニポーラモータでは総モータ巻線の２５
％のみ、バイポーラモータでは５０％のみしか使用できないことです。このことは、モータから最大出力トルク
を得られていないことを意味します。
フルステップ駆動／２相励磁では、任意の時間に２つの相を励磁します。固定子は、Ａ・Ｂ→／Ａ・Ｂ→／
Ａ・／Ｂ→Ａ・／Ｂというシーケンスに従って励磁され、回転子は１→３→５→７と移動します。２相励磁で
は、１相励磁と同じ角移動量になりますが、機械的位置は１相励磁の１／２だけオフセットが加えられます。ユ
ニポーラ巻線モータのトルク出力は、バイポーラモータよりも低くなります（同じ巻線パラメータのモータの場
合）。これは、バイポーラモータが巻線全体を使用するのに対して、ユニポーラモータは使用可能な巻線の５０
％だけしか使用しないためです。
ハーフステップ駆動／１－２相励磁は、１相励磁と２相励磁を組み合わせたものです。２番目のステップごと
に、１つの相のみが励磁され、その他のステップでは各固定子の１フェーズが励磁されます。固定子は、Ａ・Ｂ
→Ｂ→／Ａ・Ｂ→／Ａ→／Ａ・／Ｂ→／Ｂ→Ａ・／Ｂ→Ａというシーケンスに従って励磁され、回転子は１→２
→３→４→５→６→７→８と移動します。この結果、角移動量は１相励磁または２相励磁の半分になります。１
－２相励磁によって、１相励磁または２相励磁で見られる共振現象が低減されます。
--------------------------------------------------------------------------
skysmotor.comはクローズドループステッピングモータと遊星ギアボックスモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。
注意点 1：脱調してしまう
センサは必要ないが，位置を確認していないので，指令通りに動いていない（脱調した）場合でも気が付けない。クローズドループ制御をしているサーボモーターに比べると，信頼性が低いです。
注意点 2：発熱が高い
停止中にもホールディングトルクを発生させているために，発熱してしまう。
注意点 3：振動する
一定の角度ずつ回転するモーターは，階段を上り降りするように1段ずつ移動するために，必ず移動時に振動してしまう。
------------------------------------------------------------------------
ステッピングモータの種類〈１〉
ステッピングモータには3種類あります。
PM型（Permanent Magnet Type、永久磁石）
回転子として円周上にN極とS極の交互に着磁した磁性体を使用する。安価だが、着磁間隔を細かくすることに限界があり、ステップ角度は小さくできない。
VR型（Variable Reluctance Type、歯車状鉄心形）
回転子として歯車状の鉄心を使用する。ステップ角度を小さくできるが、トルクがやや低い。
HB型（Hybrid Type、複合形）
PM型とVR型の特徴をもつ構造をしている。
※回転子（ローター）…モーターとして回転する軸のこと。
ステッピングモータの種類〈２〉
先ほど述べたようにステッピングモータの種類には3種類あります。そして、さらに2種類あります。ただし、この2種類とはステッピングモータ内部にあるコイルへの電流の流し方の違いによるものです。
ユニポーラ型（単極性）
相電流の切り替えのとき、1つのコイルに対して一定方向の電流しか流さない。
バイポーラ型（双極性）
相電流の切り替えのたび、電流の方向が変わる。
※ステッピングモータの仕組みで説明したように磁極を変えるため内部のコイルをスイッチングする必要がある。その磁極をどのように変更するかというイメージ。
---------------------------------------------------------------
ステッピングモータは入力パルス信号の数に比例した回転をするモータです。回転速度はパルス信号の周波数により可変でき、回転角度はパルス信号数により決まります。単位ステップ角はロータとステータの機械的構造により決められています。最大の特徴は位置検出機構が不要でオープンループ制御ができ、累積誤差がありません。また起動停止反転などの応答性が優れています。総じて低コスト対応ができ、ブラシレスのため長寿命でメンテナンスフリーです。
主な種類
VR 型（リラクタンス形）
磁性材で作られた歯車形状のロータ構造で、ステータ側の回転磁界によりロータを吸引反発させ、回転します。
PM 型（マグネット形）
多極マグネットを用いたロータ構造で、ステータ側の回転磁界によりロータを吸引反発させ、回転します。無励磁のときに、保持トルク（ディテントトルク）が発生します。
HB 型（複合、ハイブリッド形）
VR 型と PM 型の複合タイプで、磁性材の歯車形状をロータ外周部に持ち、内部軸方向に磁極を持つマグネットを有した構造であり、ステータ側の回転磁界によりロータを吸引反発させ、回転します。
駆動方式
ステッピングモータを駆動する場合は、モータの巻線に直流電圧及び電流を順次切りかえて励磁する必要があるため、ステッピングモータ専用のドライバーが必要になります。定電圧駆動回路と定電流駆動回路の二種類があります。
フルステップ方式
ステップ角が基本ステップ角度で駆動する方式です。（２相励磁）
ハーフステップ方式
ステップ角が基本ステップ角度の 1/2 の角度で駆動する方式です。（１相励磁）
ステップ角が基本ステップ角度の 1/N の角度で駆動する方式です。モータの巻線に流す電流を電気的手法で N 分解してモータを滑らかにさせる方式です。従って上記が矩形波に対して、正弦波に近い電流波形になり、共振帯は大幅に低減し低速回転時にも低振動な回転になります。
結線図
ユニポーラ方式 （ユニポーラステッピングモータ ）
モータ巻線に対し一方向の電流を流す駆動方式で回路構成が簡単です。巻線のインダクタンスが低く、高周波域での動作に有利です。
バイポーラ方式 （バイポーラステッピングモータ）
モータ巻線に対し正逆方向に電流を流す駆動方式で回路構成が複雑です。巻線の利用効率が高く低周波域での高トルクを必要とする場合に有利です。
用 途
プリンター、FAX、複合機から、アミューズメント、医療機器、梱包機に至るまで幅広い方面での実績あり。
プロフィール
HN：
No Name Ninja
性別：
非公開
最新記事
(07/16)
(07/09)
(07/04)
(06/26)
(06/20)
P R