ステッピングモーター
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特徴
回転子の種類
固定子の巻線構成
ステッピングモーターの動作原理
PM型の簡略化したモデルを例にとって、動作原理を説明する。
- 巻き線Aに電流を流すと、固定子と回転子のN・Sが引き合った状態になる。
- 巻き線Bにも電流を流すと、両方の固定子が磁化して回転子を引きつけるので、力が釣り合うように45°回転する。
- 巻き線Aの電流を切ると、さらに45°回転する。
- 巻き線Aに先程と逆方向の電流を流すと、さらに45°回転する。
- 巻き線Bの電流を切ると、さらに45°回転する。
- 巻き線Bに先程と逆方向の電流を流すと、さらに45°回転する。
- 巻き線Aの電流を切ると、さらに45°回転する。
- 巻き線Aに最初と同じ方向の電流を流すと、さらに45°回転する。
以上のように、ステップ1から8を繰り返すことによって、一定の方向に回転する。
| ステップ | 端子1 巻き線A | 端子2 巻き線A | 端子1 巻き線B | 端子2 巻き線B | 画像 |
|---|---|---|---|---|---|
| ステップ1 | +Vcc | -Vcc |  | ||
| ステップ2 | +Vcc | -Vcc | +Vcc | -Vcc |  |
| ステップ3 | +Vcc | -Vcc |  | ||
| ステップ4 | -Vcc | +Vcc | +Vcc | -Vcc |  |
| ステップ5 | -Vcc | +Vcc |  | ||
| ステップ6 | -Vcc | +Vcc | -Vcc | +Vcc |  |
| ステップ7 | -Vcc | +Vcc |  | ||
| ステップ8 | +Vcc | -Vcc | -Vcc | +Vcc |  |
励磁モード
ステッピングモーターは、巻き線への電流の与え方を変えることにより、特性を変えることができる。二相型の電動機について以下に述べる。
- 一相励磁
- 常に巻き線一相のみに電流を流す。位置決め精度は良いが、減衰運動が残りやすい。
- 二相励磁
- 二相に電流を流す。一相励磁の約2倍の出力トルクが得られる。
- 一-二相励磁
- 一相と二相を交互に切り替えて電流を流す。一相励磁・二相励磁の場合のステップ角度の半分にすることができるので、滑らかな回転を得られる。前のセクションの説明図では、一-二相励磁を使っている。
- マイクロステップ駆動（バーニア駆動）
- 巻き線への電流を単純なON/OFFではなく、二つの巻き線の電流比率を細かく変えていくことで、より細かいステップ角度を得る手法。
運動形態
一般的な回転形の電動機の他に、直進形の電動機（リニアステッピング）も存在する。
用途例
- 一般家庭用途
- 航空機用途
- 自動車用途
- デジタルカメラ
- 写真レンズの移動に主にステッピングモーターが使用されている。ただし、携帯電話内蔵カメラのような小型のカメラモジュールではサイズの関係からリニアモーターが採用されていることも多い。
関連項目
外部リンク
- Stepper Motors
- Stepper Motor Basics
- Stepper Motor System Selection Guide
- Control of Stepping Motors - A Tutorial – Douglas W. Jones, アイオワ大学
- Stepper Motor Drivers: RMS vs Peak Current
- Uni-polar versus Bi-polar
- Finding the different ways a stepper motor can be wired
- Animation of a stepping Motor
- Stepper Motor Disassembled
- Stepper Motor acceleration algorithm