通常の動作では、ステッピングモーター受信した制御パルスごとに、1ステップ角度、つまり1ステップ前進します。制御パルスが連続的に入力されると、モーターはそれに応じて連続的に回転します。ステッピングモーターの脱調には、ロストステップとオーバーステップが含まれます。ステップが失われると、ローターが進めるステップ数はパルス数より少なくなります。ステップを横切ると、ローターが進めるステップ数はパルス数より多くなります。1回のロストステップとオーバーステップのステップ数は、実行ビート数の整数倍に等しくなります。深刻なステップロスがあると、ローターは1つの位置にとどまるか、1つの位置の周りで振動します。また、深刻なステップオーバーステップがあると、モーターがオーバーシュートします。
歩数減少の原因と対策
（１）回転子の加速度は回転磁界よりも遅いステッピングモーター
説明：
ローターの加速度がステッピングモーターの回転磁界よりも遅い場合、つまり位相変化速度よりも遅い場合、ステッピングモーターは脱調状態になります。これは、モーターへの入力電力が不十分で、ステッピングモーターで発生する同期トルクがローター速度をステーター磁界の回転速度に追従させられないために脱調状態が発生するためです。ステッピングモーターの動的出力トルクは連続運転周波数の上昇に伴って低下するため、それ以上の運転周波数では脱調が発生します。この脱調は、ステッピングモーターのトルク不足と十分な牽引能力の欠如を示しています。
解決：
a. ステッピングモーター自体が発生させる電磁トルクを増加させます。定格電流領域では駆動電流を増加させることで対応できます。高周波領域ではトルクが不足する場合は、駆動回路の駆動電圧を向上させるか、高トルクステッピングモーターに変更するなどします。b. ステッピングモーターが克服しなければならないトルクを低減します。これは、モーターの動作周波数を適切に下げることでモーターの出力トルクを増加させ、ローターが十分なエネルギーを得られるよう加速時間を長く設定することで実現できます。
（２）ローターの平均速度はステータ磁界の平均回転速度よりも高い
説明：
ローターの平均速度がステーター磁界の平均回転速度よりも高い場合、ステーターへの通電・励磁時間がローターのステップ動作に必要な時間よりも長くなると、ローターはステップ動作中に過剰なエネルギーを獲得し、ステッピングモーターの出力トルクが増加し、オーバーステップが発生します。ステッピングモーターを負荷を上下させる機構の駆動に使用すると、負荷が下降するとモーターに必要なトルクが減少するため、オーバーステップ現象が発生しやすくなります。
解決：
ステッピングモーターの出力トルクを下げるには、ステッピングモーターの駆動電流を減らします。
（３）慣性ステッピングモーターそしてそれが運ぶ負荷
説明：
ステッピングモーター自体の慣性や負荷により、動作中にモーターを即時に起動・停止することはできず、起動時に脱調が発生し、停止時にオーバーステップが発生します。
解決：
加減速プロセス、すなわち低速から始動し、徐々に加速して一定速度まで動作させ、その後徐々に減速して停止させるというプロセスを経て、ステッピングモータは駆動されます。合理的かつスムーズな加減速制御は、ステッピングモータ駆動システムの信頼性、効率性、精度を確保するための鍵となります。
(4) ステッピングモータの共振
説明：
共振もまた、脱調の原因となります。ステッピングモーターを連続運転する場合、制御パルスの周波数がステッピングモーターの固有周波数と一致すると共振が発生します。制御パルスの1周期内では振動が十分に減衰せず、次のパルスが来ると、共振周波数付近の動的な誤差が最大となり、ステッピングモーターの脱調を引き起こします。
解決：
ステッピングモーターの駆動電流を適切に低減する、分割駆動方式を使用する、機械式減衰方式を含む減衰方式を使用する。これらの方法はすべて、モーターの振動を効果的に抑制し、脱調現象を回避することができます。
（５）方向転換時の脈拍消失
説明：
どの方向でも正確であるように示されますが、方向を変えるとすぐに偏差が蓄積され、変更する回数が増えるほど偏差が大きくなります。
解決：
一般的なステッピングモータの駆動方向とパルス信号には、一定の要件があります。たとえば、最初のパルスの信号の方向は、立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ（異なる駆動要件は同じではありません）に沿って到着する前に数マイクロ秒決定する必要があります。そうでない場合、パルスの動作角度と実際の反対方向に回転する必要があります。最終的に、偏りが大きくなるにつれて故障現象が現れます。故障が小さくなると、より顕著になります。解決策は主にソフトウェアでパルス送信ロジックを変更することです。解決策は主にソフトウェアを使用してパルス送信ロジックを変更したり、遅延を追加したりすることです。
（6）ソフトウェアの欠陥
説明：
制御手順によってステップが失われることは珍しくありませんが、制御プログラムに問題がないか確認する必要があります。
解決：
しばらくは問題の原因が見つからないため、ステッピング モーターを一定期間動作させて原点を再度見つけるエンジニアもいます。
投稿日時: 2024年3月19日