重要なのは、ローターとステーターを積み重ねることだが、その分モーターが物理的に長くなることは避けられない。

ステッピングモーターは、従来はオープンループ制御方式において、フィードバックを必要とせずに正確な位置制御を実現します。ステッピングモーターのシャフトは、直流電源で駆動されると、通常、ほぼ均一な大きさの離散的な角度運動を行います。1つのデジタルパルスによって、ステッピングモーターは1段階の角度運動を行います。デジタルパルスが増加するにつれて、ステッピングモーターは回転します。特定の数のパルスによって、モーターは正確な位置に移動します。

ステッピングモーターは、そのシンプルな動作、優れた位置決め性能、低コストといった利点から、多くのモーションコントロール用途で好まれる技術です。オープンループ制御の場合、ステッピングモーターは低速、負荷が明確に定義されている、反復動作を伴う用途に最適です。SH：フレームサイズ

全米電気機器製造業者協会（NEMA）は、さまざまなモーターサイズの中から適切なものを選びやすくするために、フレームサイズの標準化を確立しました。ステッピングモーターは、「サイズ11」や「サイズ23」などのフレームサイズによって分類されます。フレームサイズの数字は、モーターのフェースプレートの寸法を示します。たとえば、サイズ11のステッピングモーターのフェースプレートは1.1 × 1.1インチですが、サイズ23のステッピングモーターのフェースプレートは約2.3 × 2.3インチ（56.4 × 56.4 mm）です。

NEMA規格では、取り付けブラケット、カップリング、その他の取り付け部品を大幅に変更することなく、ステッピングモーターのメーカーを変更できます。ただし、NEMAサイズが同じでもメーカーが異なるモーターは、多少の違いが生じる場合があります。シャフトの長さや、止めねじ用の平らな面の有無は、メーカーによって異なります。また、NEMA規格では、リード線の数や巻線インピーダンスなどの電気的特性は規定されていません。異なるメーカーのステッピングモーターを購入する前に、すべての仕様を慎重に検討してください。

フレームサイズ8、11、14のステッピングモーターは、医療機器、実験室自動化装置、プリンター、ATM、監視装置、家電製品など、スペースが限られている用途に最適です。より大型のステッピングモーターは、包装機械、試験・計測機器、組立機械、半導体製造装置、マテリアルハンドリング機器などの産業用途でよく使用されます。

フレームサイズの大きいステッピングモーターは、小さいサイズのモーターよりもトルクが大きくなります。トルクは大きくなりますが、これらの大型モーターは、用途の限られたスペースに必ずしも収まるとは限りません。しかし、主なスペース制限がモーターの直径である場合、エンジニアはモーターの長さを長くすることで、所定のフレームサイズ内でステッピングモーターのトルクを増やすことができます。より高いトルクを持つステッピングモーターを構築するには、複数のローターとステーターセクションを「積み重ねる」ことで長さを長くします。ステッピングモーターは、幅や高さは変わらないものの、長さが長くなることでトルクが増加します。サイズ17モーターにおけるスタック長の効果は、近くの画像で確認できます。

この図は、フレームサイズとスタック長が異なるモーターの代表的な保持トルク仕様（ニュートンメートル単位）を示しています。フレームサイズ内でスタック長が異なることで、エンジニアは用途に合わせてモーターを選択する際に柔軟性を得られます。より長いモーターを設置できるスペースがある場合もあれば、フレームサイズを大きくして短いモーターを使用する方が有利な場合もあります。

超高トルクステッピングモーターは、一定のフレームサイズ内でトルクを効果的に向上させるもう一つの方法です。従来のモーターと同じサイズのステッピングモーターで、保持トルクを25～45%向上させることができます。そのため、超高トルクステッピングモーターを使用すれば、用途に必要なトルクを得るためにフレームサイズを大きくする必要がなくなります。

強化された磁気設計により、これらのステッピングモーターは、ローターとステーターの歯によって生じる透磁率の差に基づいて、より大きなトルクを発生させることができます。歯の間に希土類磁石を追加することで、透磁率の変動性が向上します。

例えば、一般的なサイズ34のステッピングモーターは、5.9Nmの保持トルクを発生させることができます。同じモーターの超高トルクバージョンは、最大9Nmの保持トルクを発生させます。従来のモーターで同じトルク値を達成するには、モーターの長さを31%長くする必要があります。

モーターのトルクと速度は、用途に最適なステッピングモーターを選定する上で重要な要素ですが、モーターのフレームサイズ、長さ、種類も決して軽視してはいけません。モーターが大きすぎると、コストがかさんだり、発熱量が過剰になったりする可能性があります。逆に、モーターが小さすぎると、確実なモーションコントロールに必要なトルクが得られない場合があります。フレームサイズを大きくすることが難しい場合は、スタック長や超高トルクモーター設計を検討してトルクを向上させると良いでしょう。迷ったときは、モーターサプライヤーと相談して、用途に最適なモーターを選ぶことをお勧めします。