ステッピングモーターの制御は幅広いトピックであり、この記事はステッピングモーターを使用するための簡略化された初心者向けガイドです。ステッピングモーターの動作の基本について説明します。その目的は、初心者がステッピングモーターを実行できるようにすることです。
ステッピングモーターを駆動するには、通常、次の機器が必要です。
- ステッピングモーター
- ステッピングモータードライバー
- コントローラー
- スイッチング電源
適切な機器の選び方
1。ステッピングモーター
ステッピングモーターは、離散的なステップで動く電磁装置です。それは相に組織化されたいくつかのコイルを持っています。各相が順番に通電されると、モーターがステップします。ステッピングモーターを使用すると、正確な位置決めと速度制御を実現できます。ステッピングモーターを駆動する主な方法は3つあります。これらの3つの駆動方法は、フルステップドライブ、ハーフステップドライブ、およびマイクロステッピングです。
フレームサイズ、ステップ角度、保持トルク、定格電流、リード数、ユニポーラまたはバイポーラなどのデータに基づいて、速度とトルクの要件に適したステッピングモーターを選択する必要があります。次に、これらの重要な概念のいくつかについて説明します。
Nema: Nemaは、ステッピングモーターの電気的特性の標準ではありません。これは、モーターの互換性を促進するためのフェースプレートと取り付け穴の単なる標準です。たとえば、「NEMA 17」の「17」はフェースプレートのサイズを指し、NEMA標準ではNEMAの「数」を10インチで割ったものです。したがって、NEMA 17モーターには、幅が約1.7インチのフェースプレートがあります。
ステップ角:ステップ角は、制御システムがステッピングパルス信号を送信するときのステッピングモーターの回転角を示します。一般的な2相ステッピングモーターのステップ角は0.9°/1.8°、3相ステッピングモーターは1.2°、5相ステッピングモーターは0.72°です。
速度トルク:低速でのステッピングモーターの動作性能は、より実用的に重要です。ステッピングモーターは通常、300〜600rpmの速度で動作します。ユーザーが機械的な減速装置を使用して負荷を運ぶことを考えると、モーターに十分なトルクを提供するために、モーターの通常の速度が数十rpmで選択されることがよくあります。この場合、モーターは高力、高効率、低騒音を提供します。
振動の問題については、ドライブの細分化を増やすことで解決する必要があります。サブディビジョンは、上位のコンピューターによって送信された各パルスがドライブによって設定された乗数によってサブディビジョンされた後の、ドライブによるモーターの制御です。簡単に言えば、細分割乗数によるモーターのステップ角の減少です。
モーター速度の計算式:モーター速度（単位:RPM）=パルス周波数（単位:Hz）*60/細分。< / p>
保持トルク:保持トルクは、コイルが通電され、ローターが静止しているときにモーターを1ステップ動かすのに必要なトルクの量です。ローター自体が静止していても、ステッピングモーターの巻線は通電されています。これは、静止している間、負荷を所定の位置に維持するためです。
シャフトスタイル:ステッピングモーターをギア、プーリー、およびシャフトカプラーなどの他の外部接続に適合させるには、このモーターシャフトの物理的形状を知る必要があります。いくつかの一般的な形状があります。さらに、シャフトの長さを考慮する必要があります。
一般的なシャフトの種類を以下に示します。
- 丸ネジ-丸型シャフト
- "D"シャフト-固定ネジでギアを取り付けるのに便利な"D字型"シャフト。
- ギアシャフト-ギア付きシャフトそれにエッチングされています。
- 親ねじシャフト-ねじのような形をしたシャフトで、線形アクチュエータの構築に使用されます。
定格電流:これはピーク電流を指します。これは、ステッピングモーターに適したドライバーと電源を選択できるため、便利な仕様です。
2。ステッピングモータードライバー
ステッピングモータードライバーは通常、ステッピングモーターと組み合わせて使用する必要があるため、ステッピングモーターを購入するときは、後で問題を減らすために、適切なドライバーを同時に一致させるのが最善です。
ほとんどすべてのステッピングモータードライバーは、標準プロトコルを使用してモーターを制御します。 3つのピンを使用します:
ENABLE-ドライバは、ドライバに応じて、ENABLEピンがLOWまたはHIGHに引かれた場合にのみ動作します。
方向-LOWの場合、モーターは一方向に回転し、HIGHの場合は他の方向に回転します。これは、モーターの接続方法に関連しています。
STEP-STEPピンがローからハイになるたびに、ステッパーは1ステップ（またはドライバーの設定によってはマイクロステップ）を実行します。
3。コントローラー
ステッピングモーターコントローラーは、高速パルス信号を送信することができ、プログラム可能です。 PLC、マイクロコントローラー、その他のデバイスは、市場で一般的なコントローラーです。
4。スイッチング電源
ステッピングモーターにはスイッチング電源を使用することをお勧めします。強力な干渉防止能力を持ち、幅広い変動に対応します。負荷の大きさに応じて電流を選択する必要があります。ある程度のマージンを残す必要があります。たとえば、ステッピングモーターの電流は3A、制御負荷電流は2A、スイッチング電源は6A〜8Aを選択する必要があります。
ステッピングモーターの種類、ドライバー、配線スキーマ
バイポーラおよびユニポーラモーター
ステッピングモーターには、ユニポーラとバイポーラの2種類があります。それらの最大の違いは、両方の異なるタイプには独自の巻線配置があり、それぞれの巻線配置がステッピングモーターの駆動方法に影響を与えることです。
4線式モーターは、バイポーラドライバーでのみ駆動できます。センタータップは内部で相互に接続されているため、5線式モーターはユニポーラドライバーでのみ駆動できます。 6線式モーターと8線式モーターは、外部からの接続方法を決定できるため、両方のドライバータイプを使用できます。
本質的に、ユニポーラモーターとバイポーラモーターはまったく同じように機能します。電磁石は順番に開き、中央のモーターシャフトを回転させます。モーター内部のコイルへの通電方法が異なります。
ユニポーラモーターは、コイルのセンタータップを介して極性反転を実現しますが、同時にコイルの半分にしか通電しないため、使用できるトルクが少なくなります。
バイポーラドライバは、Hブリッジ回路を使用して、各相を流れる電流を実際に逆にします。各相に交互に通電することにより、すべてのコイルを使用してモーターを回転させることができます。
2相バイポーラモーターには2セットのコイルがあります。二相バイポーラモーターには、各相に2本ずつ、合計4本のワイヤーがあります。柔軟な配線を備えた一部のモーターでは、モーターをバイポーラまたはユニポーラとして実行できます。
ユニポーラドライブ
バイポーラドライブ
定電圧ドライバーと定電流ドライバー
モータードライブには、ユニポーラとバイポーラの2種類と、モーターを流れる電流を制御する2つの方法（定電圧と定電流）があります。定電圧ドライバーはモーターに固定電圧を提供し、定電流ドライバーは電圧を操作することによってモーターに定電流を保証します。定電圧ドライバーは、L/Rドライバーとも呼ばれます。定電流ドライバは、チョッパードライバとも呼ばれます。
L / Rドライバーのトルクと速度の制限により、現在、定電流ドライバーの方が一般的です。定電圧ドライバーは、ユニポーラステッピングモーターに最もよく使用されます。
定電圧ドライバーを使用する場合、モーターの定格電圧は実際のアプリケーションにはほとんど関係ありません。したがって、非常に低い電圧定格に基づくステッピングモーターの影響を受けないでください。注意すべき重要な値は定格電流です。 STEPPERONLINEのステッパードライバーは現在、定電流ドライバーです！
定電流ドライバーは、モーターの定格電圧よりもはるかに高い電圧でステッピングモーターを実行できます。より高い電圧は、電流がステッピングモーターをより速く流れることを可能にし、それにより、より速く回転し、より多くのトルクを得ることができます。ドライバーはモーターの電流を固定値以下に保ち、モーターが焼損するのを防ぎます。固定電流は通常、ドライブボードのトリムポットによって設定されます。これにより、必要なトルクとモーター仕様の定格電流に応じて最大電流を変更できます。さらに、電圧が高いほど熱が少なくなります。
＆nbsp;定電圧ドライブ
定電流ドライブ
ステッピングモーターをドライバーに配線する方法
どのワイヤーがコイルペアを構成しているかを把握する必要があります。これを理解する3つの方法があります。
1.マルチメーターを使用して、ステッピングモーターからのワイヤー間の抵抗を測定できます。あなたが読書をしているなら、それはペアです。そうでない場合は、ペアではありません。
2.また、マルチメータがない場合は、ワイヤーに触れながらモーターを回してください。どちらの組み合わせでもモーターの移動が困難になりますが、それはペアです。
3.もちろん、抵抗計または感触による接続のすべての可能な組み合わせを分類することは実用的ではありません。データシートによると、モーターを接続するのが最も簡単です。まだ持っていない場合は、モーターからモデル番号を読み取り、オンラインで検索します。モーターのデータシートを入手するには、サプライヤーに連絡する必要がある場合があります。 STEPPERONLINEは適切なデータシートを提供します。それでも不明な点がある場合は、カスタマーサービスに問い合わせることができます。
次の図は、いくつかの異なる巻線配置を示しています:
