1. ステッピングモーターとは(パルスモーター,ステップモーターとは)
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. 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。
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