ステッピングモーター Stepping

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ステッピングモーター (Stepper motor)は、パルス電力に同期して動作する同期電動機である。 Stepping Motor (Stepper motor), the pulse power to operate in synchronization with synchronous motor is. したがってパルスモーター (Pulse motor)とも言われる。 Thus pulse motor (Pulse motor), also known as. 簡単な回路構成で、正確な位置決め制御を実現できるので、装置の位置決めを行なう場合などによく使われる。 The simple circuit, accurate positioning control can be achieved, for example, commonly used to perform positioning of the device.

[ 編集 ] 特徴 [ edit ] Features

• 運動量が駆動パルスの数に比例する。 Pulses proportional to the number of momentum-driven.
• デジタル制御回路との相性が良い。 Good compatibility with digital control circuitry.
• フィードバック回路の必要性がない。 There is no need for feedback. （ 開ループ制御 ） ( open loop control )
• エネルギーの効率が悪い。 Energy inefficient.
• 負荷が大きすぎたり、パルス周波数が高すぎると同期外れで制御が乱れる。 Load is too large, the pulse frequency control pullout distorted too high.
  • この状態を「脱調した」と称する。 This state is "a step out," called. 加減速シーケンスを用いると改善することがある There used to improve sequence and deceleration

[ 編集 ] 回転子の種類 [ edit ] Types of rotor

• Permanent Magnet Type （PM型：永久磁石形） Permanent Magnet Type (PM Type: Permanent Magnet)

  回転子として、円周上にNSNSと交互に着磁した磁性体を使用する。 Rotor as in a circle using a magnetic NSNS ... alternately magnetized. 安価であるが、着磁間隔を細かくすることに限界があるので、ステップ角度は小さくできない。 Is inexpensive, so there is a limit to the distance to fine magnetization angle is not small steps.

• Variable Reluctance Type （VR型：歯車状鉄心形） Variable Reluctance Type (VR type: gear-shaped core type)

  回転子として、歯車状の鉄心を使用する。 As the rotor gear-shaped core to use. ステップ角度を小さくできるが、トルクがやや低い。 The step angle can be reduced, torque is slightly lower.

• Hybrid Type （HB型：複合形） Hybrid Type (HB Type: Complex Type)

  PM型とVR型の特徴を併せ持った構造である。 PM and VR type combine the features of the type structure. PM型の場合は円周方向に着磁するが、HB型では軸方向に着磁した磁石を使用し、磁極側を二枚の歯車状鉄心で挟み込む。 PM if you type the magnetization in the circumferential direction, HB type uses axially magnetized magnets, sandwiching two pieces of gear-shaped core at the pole. この時、N極側とS極側の歯の凸凹が逆になるようにする。 At this time, N and S to the pole so that the reverse pole uneven teeth.

停止時に位置保持のため電流を流さなければならないため、発熱、損傷の危険性がある。 Shed because you must hold the position for the current outage, fever, there is a risk of injury.

[ 編集 ] 固定子の巻線構成 [ edit ] The stator winding configuration

ステッピングモーターは、 固定子に複数の巻線を用意しておき、電流を流す巻線を切り替えることによって動作させる。 Stepping the stator windings are prepared several, work by switching a current winding. 巻線構成としては二相(二組の巻線)のものが一般的であるが、三相、五相といったものもある。 As a two-phase winding configuration (two sets of windings) is what is common, three-phase, and some five phases.

[ 編集 ] ステッピングモーターの動作原理 [ edit ] Principle of operation of the stepping

二相HB型を例にとって、動作原理を説明する。 For example, a two-phase HB type that describes the operating principle.

1. 固定子・回転子双方に、同じピッチの歯が刻まれている。 Both rotor stator teeth are engraved the same pitch. N極側の回転子に対して、S極になるような電流を固定子巻線の一つに与える。 For the N-pole rotor, S gives one of the stator winding current is such that pole.
2. すると回転子側の歯の凸部と固定子側の凸部が互いに引き合って正対する位置に回転子が移動する。 Rotor moves to a position that pulls together the positive side of the protrusion of the teeth of the stator and the rotor then protrusions.
3. もう一つの巻線が巻かれた固定子の歯は、回転子の歯と1/2ずれた位置になっている。 Stator teeth winding is wound another, and one rotor tooth / 2 has shifted position.
4. 従って電流を流す巻線を切り替えると、回転子の歯の1/2の角度だけ回転を行う。 And therefore change the winding currents, the rotor one tooth / 2 angle to rotate.
5. 今度は最初の巻線に対してN極となるような逆電流を与える。 Now for the first winding N such that gives the very reverse current.
6. すると回転子側と固定子側が反発することによって、凸と凹が正対するようになる。 By the stator and rotor side protested then, become positive for convex and concave.
7. また巻線を切り替えてN極となるような逆電流を与える。 Switch to provide a reverse current winding and N such that pole.
8. また1/2歯ずれて、凸と凹が正対する。 And 1 / 2 teeth shift, a positive for convex and concave.

以上のように、電流を与える巻線と電流の方向を順番に切り替えることによって、一定の方向に回転する。 As mentioned above, by switching the direction of current in order to provide current and winding, constant rotating.

[ 編集 ] 励磁モード [ edit ] Excitation Mode

ステッピングモーターは、巻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。 Stepping motor, by changing the current way of giving to the winding characteristics can change. 二相型のモーターについて以下に述べる。 Below we describe two-phase motor types.

• 一相励磁 Single-phase excitation

  常に巻線一相のみに電流を流す。 Current is always only one phase winding. 位置決め精度は良いが、減衰運動が残りやすい。 Positioning accuracy is good, rest easy damping motion.

• 二相励磁 Two-phase excitation

  二相に電流を流す。 Two-phase currents. 一相励磁の約2倍の出力トルクが得られる。 Output torque can be obtained about twice the one-phase excitation.

• 一-二相励磁 One - two-phase excitation

  一相と二相を交互に切り替えて電流を流す。 Switch current to alternating two-phase and single phase. 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。 It can be half the step angle in the case of two-phase-one phase excitation, to obtain smooth rotation.

• マイクロステップ駆動(バーニア駆動) Micro drive (drive vernier)

  巻線への電流を単純なON/OFFではなく、二つの巻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。 Winding current to a simple ON / OFF, not that detailed the ratio will change the current winding two step method for obtaining a finer angle.

[ 編集 ] 運動形態 [ edit ] form of exercise

一般的な回転形のモーターの他に、直進形のモーター(リニアステッピング)も存在する。 In addition to the typical rotary motor, motor straight shape (Riniasuteppingu) also exist.

[ 編集 ] 用途例 [ edit ] Applications

[ 編集 ] 産業用途 [ edit ] Industrial applications

• 産業用ロボット Industrial robot
  • 垂直多関節ロボット Vertical articulated robot
  • 水平多関節ロボット Horizontal articulated robot
  • 直交ロボット Cartesian Robot
  • 溶接ロボット Welding robot

[ 編集 ] コンピューター用途 [ edit ] Computer use

• 磁気ディスク装置等のヘッド移動用トラッキングモーター Hard Disk Drives for motor tracking and head movement

[ 編集 ] 一般家庭用途 [ edit ] household use

• 時計#電気式アナログ時計 # Analog clock electric clock

[ 編集 ] 航空機用途 [ edit ] Aircraft Applications

• フライ・バイ・ワイヤ Fly by wire

[ 編集 ] 自動車用途 [ edit ] Automotive applications

• ドライブ・バイ・ワイヤ Drive by wire
• NAVi5 NAVi5

[ 編集 ] パチンコ・パチスロ・スロット [ edit ] Pachinko Pachi Slot

回転軸を指定された角度で停止させることが可能なことから、 パチンコ 、 パチスロ機やスロットマシンのリールに使用されている。 Since that can be stopped at a given angle the axis of rotation, Pachinko , Pachi machines and slot machines for reel is used.

パチンコ機においては、『 フィーバーレクサスV 』（ SANKYO ）で初めて採用された。 The pachinko machine, see Fibarekusasu V 』( SANKYO ) was adopted first. 以降のドラム型パチンコ機のほとんどに採用されているが、『 CR熱血竜馬 』（ 藤商事 ）のように、演出用としてドラムを持つパチンコ機など、一部ステッピングモーターを使用していない機種も存在する。 Has been adopted by most of the pinball machine after the drum, [ CR Ryoma enthusiastic 』( Commercial Department ), such as pachinko machines with drums and for the director, also present some models do not use a stepping be.

パチスロ機においては、初めて採用されたのは0号機の『 パチスロパルサー 』（ 山佐 ）、『 アメリカーナ 』（ ユニバーサル販売 ）と諸説が分かれる。 The slot machine, the first adopted 0 No. of [ Pachisuroparusa 』( Yamasa ), [ Americana 』( Universal Sales ) theories and divisive. 山佐パターンと呼ばれるテーブル制御による独特の大量リーチ目は、 パルサーシリーズの定番となっている。 Yamasa pattern called control tables with a unique mass reach at the pulsar has become a staple of the series. 出目決定用の基板が制御装置に送るパルス符号よりこの機種名が付き、以後のブランド名となった。 Deme pulse code with this model name is sent to the controller board for a decision, after the brand name was. 尚、通常時にリーチ目を狙っても停止角度が既に決まっているのでリーチ目は停止しない。 In addition, usually when the eyes reach because it is already fixed angle also stop aiming at Reach will not stop.

[ 編集 ] 自動車用計器 [ edit ] Automotive instrument

自動車や二輪車の計器に使用される事があるが、これは正確さよりも演出を狙ったものである。 Cars and motorcycles of the instrument that I have used, this is aimed precisely than the director. 例としてはスバル・インプレッサやスバル・レガシィ 、 スズキ・バンディット 1200S等では、 エンジン始動で電源を入れると、指針が一旦ピークを示して、0位置に戻る。 An example is the Subaru Impreza and Subaru Legacy , Suzuki Bandit 1200S, etc., the engine is turned on start, once the guidelines indicate the peak back to zero position.

[ 編集 ] 関連項目 [ edit ] References

• サーボモータ Servo Motor