ブラシレスDCモータの駆動回路構成について

2023年10月30日

ブラシレスDCモータの駆動回路構成は、一般的には以下のような要素で構成されます:

ハーフブリッジ回路:
ブラシレスDCモータの駆動には、ハーフブリッジ回路が使用されます。ハーフブリッジ回路は、高電圧の電源をモータの各相に供給するためのスイッチング回路です。ハーフブリッジ回路は、NチャンネルとPチャンネルのMOSFET(金属酸化物半導体界面効果トランジスタ)トランジスタを使用して構成されることが一般的です。

「写真の由来:24V 4000RPM 0.25Nm 105W 6.4A 42x42x100mm ブラシレスDCモータ(BLDC)

制御回路:
ブラシレスDCモータの制御には、マイクロコントローラや専用のドライバICが使用されます。制御回路は、モータの回転を正確に制御し、適切なタイミングで各相のスイッチングを制御します。また、制御回路は、モータの速度や方向を制御するためのインタフェースを提供します。

バックEMF検出回路:
ブラシレスDCモータは、回転する際にバックEMF(逆起電力)が発生します。バックEMF検出回路は、モータの回転位置を検出し、正確なタイミングで各相のスイッチングを制御するために使用されます。

「写真の由来:24V 3500RPM 0.37Nm 134W 9.0A Ф57x69mm ブラシレスDCモータ(BLDC)

電源回路:
ブラシレスDCモータの駆動には、適切な電源が必要です。一般的には、直流電源またはバッテリが使用されます。電源回路は、モータに安定した電力を供給するために必要です。

これらの要素が組み合わさって、ブラシレスDCモータの駆動回路が構成されます。制御回路によってスイッチングが制御され、モータの各相に電力が供給されることで、モータが回転します。バックEMF検出回路によって回転位置が検出され、制御回路が適切なタイミングでスイッチングを行います。

なお、具体的な回路構成は、モータの仕様や応用によって異なる場合があります。上記の構成は一般的な例を示したものであり、実際の回路はさまざまなバリエーションが存在します。
  
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PM型ステッピングモータのメリットとデメリットについて

2023年10月21日

PM型ステッピングモータは、ステップモータの一種であり、永久磁石を使用していることが特徴です。以下にPM型ステッピングモータのメリットとデメリットを説明します。

メリット:

高トルクと高精度: PM型ステッピングモータは、永久磁石を使用しているため、高いトルクを発生させることができます。また、ステップ角(回転角)が小さく、ステップの位置制御が高精度に行えます。これにより、正確な位置決めや制御が可能となります。

「写真の由来:Φ35x22mm PM型リニアステッピングモータ エクスターナル 0.2A ねじリード0.5mm/0.0197" 長さ21.5mm

動作が安定している: PM型ステッピングモータは、ステップ角が固定されており、ステップ信号を与えることで確実に一定の角度だけ回転します。この性質により、安定した動作が期待できます。また、ステップ信号の変化に応じて即座に応答するため、応答性も高いです。

高効率: PM型ステッピングモータは、永久磁石を使用することで、高い効率を実現しています。磁界のエネルギーを効率的に変換し、回転力に変えることができます。そのため、エネルギーの消費が少なく、省エネルギーです。

デメリット:

高価: PM型ステッピングモータは、永久磁石を使用しているため、他のステッピングモータに比べて製造コストが高くなる場合があります。特に、高性能や高精度なモータの場合、価格が上昇する傾向があります。

「写真の由来:Φ35x36.2mm PM型ステッピングモーター ギヤ比10.8:1 平行軸ギアボックス付

低速時の振動や共振: PM型ステッピングモータは、低速回転時に振動や共振現象が発生することがあります。特に、低負荷の状態やモータ自体の構造によっては、振動や騒音が生じることがあります。このため、低速回転時の制御や振動対策が必要となることがあります。

高速回転の制約: PM型ステッピングモータは、高速回転時にはトルクが低下する場合があります。これは、モータ内の永久磁石の特性や回転速度による誘導電流の影響が関与しています。そのため、高速回転が必要な場合は、適切な制御や冷却対策が必要となることがあります。

以上が、PM型ステッピングモータの一般的なメリットとデメリットです。適切な用途や要件に応じて、ステッピングモータの種類や特性を検討することが重要です。
  
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ステッピングモーターは主に何種類に分けられますか?

2023年10月16日

ステッピングモーターは、いくつかの異なるタイプに分けることができます。以下に一般的なステッピングモーターの種類をいくつか挙げます。

ハイブリッドステッピングモーター(Hybrid Stepper Motor): ハイブリッドステッピングモーターは、ステッピングモーターの主要な種類の一つです。ハイブリッドステッピングモーターは、パーマネントマグネットと巻線(コイル)の組み合わせで構成されており、高いトルクと精密な位置制御が可能です。ハイブリッドステッピングモーターには、バイポーラ型とユニポーラ型の2つのサブタイプがあります。

バイポーラステッピングモーター(Bipolar Stepper Motor): バイポーラステッピングモーターは、4つの線(2つのコイル)で構成されています。バイポーラステッピングモーターは、高いトルクと精密な位置制御を提供するため、多くの応用で使用されます。しかし、ドライバーやコントローラーが必要なため、制御回路がやや複雑になることがあります。

(写真の由来:デュアルシャフト Nema 24 バイポーラ 3.1Nm (439 oz.in) 3.5A 60x60x88mm 4 ワイヤー

ユニポーラステッピングモーター(Unipolar Stepper Motor): ユニポーラステッピングモーターは、5つの線(4つのコイル)または6つの線(5つのコイル)で構成されています。ユニポーラステッピングモーターは、バイポーラステッピングモーターよりも制御が簡単であり、低コストながらも一定のトルクと位置制御が可能です。しかし、バイポーラステッピングモーターよりも効率が低くなることがあります。

(写真の由来:Nema 17 ユニポーラステッピングモータ 0.9°26Ncm (36.8oz.in) 0.4A 12V 42x39mm 6 ワイヤー

これらは一般的なステッピングモーターの種類の一部です。また、ステッピングモーターはさらに細分化されることもあり、応用や要件に応じて異なる設計や特性を持つモーターが存在します。
  
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ステッピングモーターとサーボモーターの価格の違いはありますか?

2023年10月08日

ステッピングモーターサーボモーターの価格は、いくつかの要素によって異なります。

一般的に、ステッピングモーターは比較的低コストで入手可能です。ステッピングモーターはシンプルな構造であり、制御回路も比較的単純なため、価格が抑えられています。また、ステッピングモーターは一定のトルクを提供するため、一般的なアプリケーションではコストパフォーマンスが高いとされています。


(写真の由来:Nema 14 ユニポーラステッピングモーター 1.8°10Ncm (14.16oz.in) 0.4A 10V 35x35x34mm 6 ワイヤー

一方、サーボモーターはより高価な傾向があります。サーボモーターにはフィードバック制御システムやエンコーダなどの高度な機構が組み込まれており、位置や速度の制御が精密に行われます。この高度な制御機能により、サーボモーターはより高い性能を提供できますが、それに伴い価格も高くなります。

(写真の由来:ショートシャフト NEMA 23 一体型サーボモータ iSV57T-130S 130W 3000rpm 0.45Nm 20-50VDC

ただし、具体的な価格は製品の種類やメーカーによって異なります。さまざまな価格帯でステッピングモーターやサーボモーターが提供されており、用途や要件に応じて選択する必要があります。

総じて言えることは、ステッピングモーターは一般的に低価格で入手可能であり、一般的なアプリケーションに適しています。一方、サーボモーターは高度な制御性能を提供するため、相対的に高価ですが、高い精度や追従性が必要な場面で重宝されます。
  
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