3つの主要なステッピングモーターの種類：永久磁石型、可変リラクタンス型、ハイブリッド型の違い

ローターが磁場とトルクを生成する方法に基づいて、ステッピングモーターは一般的に次の3つの主なタイプに分類されます。

→ 永久磁石ステッピングモーター、PM
→ 可変リラクタンスステッピングモーター、VR
→ ハイブリッドステッピングモーター

可変リラクタンスタイプは、一般的に としても知られています。リアクティブステッピングモーター。

3つのタイプすべてが、ステーター巻線を順次励磁することにより、ステップバイステップで回転します。ただし、ローター構造、トルク生成原理、分解能、およびアプリケーション範囲は異なります。

永久磁石ステッピングモーターは、永久磁石を含むローターを備えています。

ステーター巻線を順次励磁すると、変化するステーター磁場がローターの永久磁場と相互作用し、ローターを所定の角度ステップで移動させます。

→ローターに永久磁石を使用
→比較的シンプルな構造
→通常、静的な保持トルクを提供
→わかりやすい低速動作
→製造コストを管理しやすいことが多い

→比較的シンプルな構造
→理解しやすい制御原理
→低速および静止状態での便利な保持能力
→中程度のパフォーマンス要件を持つコストに敏感なアプリケーションに適しています

→ステップ角度と分解能はモーター構造によって制限されます
→トルク密度と位置決め能力は、一般的に高性能ハイブリッドモーターよりも低くなります
→高速パフォーマンスと動的応答は、特定の設計に依存します
→高精度位置決めモーターを自動的に置き換えるべきではありません

PMステッピングモーターは、小型機器、基本的な供給機構、一部の家電製品など、シンプルで低速でコストに敏感なメカニズムで使用できます。

実際のアプリケーションは、負荷、速度、加速度、およびサイズの要件に対して評価する必要があります。

リアクティブステッピングモーターとも呼ばれる可変リラクタンスステッピングモーターは、通常、軟磁性材料で作られた歯付きローターを備えています。

主な磁場を作成するためにローターに永久磁石を使用しません。

異なるステーター巻線を順次励磁すると、ローターは磁気リラクタンスが低く、より有利な磁気経路の位置に向かって移動します。

→ローターに通常永久磁石がない
→トルクは主に磁気リラクタンスの変化によって生成されます
→ローターは比較的低い慣性を持つことができます
→電磁応答は設計に強く依存します
→保持トルクと電源オフ時の動作は、特定の構造に依存します

→比較的シンプルなローター構造
→潜在的に低いローター慣性
→特定の設計は応答性の高い動的動作を提供できます
→ローター永久磁石は必要ありません

→永久磁石からの電源オフ保持トルクは一般的に利用できません
→低速トルクと位置決め動作は、歯と磁気回路の設計に依存します
→制御方法と機械システムを一緒に評価する必要があります
→多くの汎用位置決めアプリケーションではハイブリッドタイプよりも一般的ではありません

VRステッピングモーターは、低いローター慣性、シンプルな構造、または特定の動的応答が重要な場合に検討できます。

ただし、より軽いローターは自動的に高速またはより良い精度を意味するわけではありません。実際のトルク速度曲線とシステムテスト結果は依然として重要です。

ハイブリッドステッピングモーターは、PMおよびVRステッピングモーターの動作原理を組み合わせています。

そのローターは一般的に永久磁石を含み、歯付き構造も使用します。ステーターは巻線を通して変化する磁場を生成します。

その結果、ハイブリッドモーターは永久磁石トルクとリラクタンストルクの両方を使用します。

→ローターに永久磁石
→細かい歯のローターとステーター構造
→永久磁石トルクとリラクタンストルク
→小さなステップ角度の可能性
→通常、より高い保持トルクとより良い位置決め分解能

→一般的に高いトルク密度
→小さなステップ角度が可能
→良好な低速保持能力
→多くの精密モーションアプリケーションに適しています
→現代の産業用ステッパーシステムで広く使用されています

→より複雑な構造
→通常、よりシンプルなモータータイプよりもコストが高い
→ローター慣性、温度上昇、共振、およびドライブ設定は引き続き評価が必要です
→小さなステップ角度は、自動的に機械レベルでの位置決め精度が高くなるわけではありません

ハイブリッドステッピングモーターは、以下で広く使用されています。

→3Dプリンター
→CNC機器
→包装およびラベリング機械
→医療および実験装置
→ロボットおよび自動化メカニズム
→プリンター、スキャナー、および精密供給システム

最終的な選択は、負荷、速度、加速度、デューティサイクル、温度上昇、およびステップ抜けの結果に依存します。

これはタイプレベルの比較のみです。実際のパフォーマンスは、特定のモーター、ドライバー、および機械システムから判断する必要があります。

必ずしもそうではありません。

ハイブリッドステッピングモーターは、トルク、ステップ角度、およびアプリケーション範囲の強力なバランスを提供することが多いため、産業オートメーションで広く使用されています。

ただし、プロジェクトが以下を優先する場合は、PMまたはVRモーターの方が適している場合があります。

→低コスト
→シンプルな構造
→低負荷動作
→低ローター慣性
→特定の取り付けサイズ
→特定の動的応答

モーターの選択は、モータータイプのみに基づいて行うべきではありません。また、以下も確認してください。

→トルク速度曲線
→定格電流と駆動電圧
→負荷トルクと加速度
→ローター慣性
→温度上昇とデューティサイクル
→振動、ノイズ、共振
→ステップ抜けの結果
→エンコーダーまたはクローズドループ制御が必要かどうか

3つのタイプは次のように理解できます。

→ PM: コストに敏感で一般的な低速制御のための比較的シンプルな構造
→ VR: 特定の構造および動的要件のためのリラクタンスベースの動作
→ ハイブリッド: PMとリラクタンス原理の組み合わせにより、より幅広い精密モーションアプリケーションに対応

重要な点は次のとおりです。

モータータイプは、構造とパフォーマンスの方向性を定義します。それ自体で最終的な機械精度を決定するものではありません。

最終的なパフォーマンスは、ドライバー、電流、機械伝達、負荷、加速度、組み立て、および制御戦略にも依存します。

ステッピングモーターを選択する際に、モータータイプ、トルク速度曲線、または実際のシステムテスト結果のどちらに重点を置きますか？