どちらがあなたのアプリケーションに適していますか？速度、加速、価格目標などの重要な決定基準を調べてみましょう。

ステッピングモーター

ステッパーモーターは、永久磁石を備えたローターと、巻線を運ぶ固定ステーターで構成されています。電流がステーター巻きを通過すると、ローターの磁場分布と相互作用する磁束分布分布が生成され、回転力が適用されます。ステッピングモーターは、非常に高い極カウント、通常は50以上です。ステッピングモータードライバーは、各ポールを順番にエネルギーし、ローターが一連の増分またはステップで回転するようにします。極カウントが非常に高いため、動きは連続しているように見えます。

理論的には、ギアボックスを使用してトルクを増加させることができますが、これがステッパーモーターの低速が問題になる場所です。 1,200 rpmのステッピングモーターに10：1ギア還元剤を追加すると、トルクが数桁増加する可能性がありますが、速度も120 rpmに低下します。モーターがボールスクリューアクチュエータなどを駆動するために使用されている場合、おそらくアプリケーションのニーズを満たすのに十分な速度を提供しないでしょう。

ステッピングモーターは一般に、Nema 34よりも大きいフレームサイズでは利用できず、ほとんどのアプリケーションはNema 17またはNema 23モーターサイズに落ちます。その結果、1,000〜2,000オンスインチ以上のトルクを生産できるステッパーモーターを見つけることは珍しいことです。

Stepper Motorsにはパフォーマンスの制限もあります。ステッパーモーターはスプリングマスシステムと考えることができます。モーターは摩擦を破り、荷重を回して動き始めます。その時点で、ローターは完全に制御されていません。その結果、5つのステップで前進するというコマンドは、モーターが4つのステップ（6つ）または6つのステップを回すだけの場合にのみ発生する場合があります。

ただし、ドライブがモーターをコマンドして200ステップを前進させると、ほんの数ステップ以内にそれを行います。これは、その時点で数パーセントの誤差を表します。モーターは荷重がかかっているスプリングマスシステムであるため、革命ごとに通常25,000〜50,000カウントの解像度をステッパーモーターズに命じますが、私たちの典型的な解像度は革命あたり2,000〜6,000カウントです。それでも、これらの解像度では、200段階の動きでさえ、程度のほんの一部に対応しています。

エンコーダーを追加すると、システムが動きを正確に追跡できるようになりますが、モーターの基本的な物理学を克服することはできません。ポジショニングの精度と解像度を改善する必要があるアプリケーションには、サーボモーターがより良いソリューションを提供します。

サーボモーター

Stepper Motorsのように、サーボモーターには多くの実装があります。永久磁石を備えたローターと巻線付きの固定ステーターを組み込んだ最も一般的なデザインを考えてみましょう。ここでも、電流はローターに作用してトルクを開発する磁場分布を作成します。ただし、サーボモーターは、ステッパーモーターよりも極カウントが大幅に低くなっています。その結果、それらは閉ループを実行する必要があります。

ただし、閉ループ操作により、コントローラー/ドライブが荷重が特定の位置に残ることを指揮することを可能にし、モーターはそれを保持するために継続的な調整を行います。したがって、サーボモーターは事実上の保持トルクを提供できます。ただし、ゼロ速度トルクシナリオは、荷重を制御し、指揮された位置に関する振動を防ぐために、モーターのサイズが適切にサイズになっていることに依存します。

サーボモーターは通常、希土類磁石を使用しますが、ステッパーモーターはより安価な従来の磁石をより頻繁に使用します。希土類磁石により、小さなパッケージでより高いトルクの開発が可能になります。サーボモーターは、全体的な物理サイズからトルクの利点も得られます。サーボモーターの直径は通常、NEMA 17から220 mmまでの範囲です。これらの組み合わせ要因の結果として、サーボモーターは最大250フィートのトルクを提供できます。

速度とトルクの組み合わせにより、サーボモーターはステッピングモーターよりも優れた加速を実現できます。また、閉ループ操作の結果として、ポジショニングの精度が向上します。

最終的な考え

サーボモーターは、否定できないパフォーマンスの利点を提供します。ただし、再現性の点では、ステッピングモーターは非常に競争力があります。この点は、ステッパーモーターズについての一般的な誤解をもたらします。これは、失われた動きの神話です。前に説明したように、ステッピングモーターの大量族の性質は、いくつかの失われたステップをもたらす可能性があります。ドライブはステッパーに角張った位置に移動するように命じているため、失われたステップは回転から回転に引き継がれません。回転への回転、ステッピングモーターは非常に繰り返し可能です。今後のブログ投稿で、このトピックのより詳細な議論を探してください。

上記の議論は、ステッピング軸とサーボ軸の最終的な重要な差別化をもたらします。これはコストです。ステッピングモーターは通常、フィードバックを必要とせず、安価な磁石を使用し、ギアボックスを組み込むことはめったにありません。ポールカウントが高く、保持トルクを生成する能力があるため、速度で電力を消費する電力が少なくなります。その結果、ステッピングモーターは、同等のサーボモーターよりも1桁安くなる可能性があります。

要約すると、ステッピングモーターは、低速、低い加速度、低精度要件を持つアプリケーションに適したソリューションです。ステッパーモーターもコンパクトで安価である傾向があります。これにより、これらのモーターは、医療、バイオテクノロジー、セキュリティと防衛、および半導体製造アプリケーションに適しています。サーボモーターは、高速、高加速、高精度を必要とするシステムにとってより良い選択です。トレードオフは、より高いコストと複雑さです。サーボモーターは通常、パッケージング、変換、ウェブ処理、および同様のアプリケーションで使用されます。

アプリケーションが寛容であるが予算がない場合は、ステッピングモーターを検討してください。パフォーマンスが最も重要な側面である場合、サーボモーターは仕事をしますが、より多くを支払う準備をします。