ステッピングモーターステッピングモーターとサーボモーターは、サーボモーターに比べて低コストという利点を持つ離散的なモーションデバイスであり、機械エネルギーと電気エネルギーを変換するデバイスです。機械エネルギーを電気エネルギーに変換するモーターは「発電機」と呼ばれ、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するモーターは「モーター」と呼ばれます。ステッピングモーターとサーボモーターは、自動化機器の動きと動き方を正確に特定できるモーションコントロール製品であり、主に自動化機器の製造に使用されます。
ステッピングモーターのローターには、リアクティブ（VRタイプ）、永久磁石（PMタイプ）、ハイブリッド（HBタイプ）の3種類があります。 1) リアクティブ（VRタイプ）：ローター歯付きギア。 2) 永久磁石（PMタイプ）：ローターに永久磁石。 3) ハイブリッド（HBタイプ）：永久磁石とローター歯の両方を備えたギア。 ステッピングモーターは、ステーターの巻線によって分類され、2相、3相、5相シリーズがあります。ステーターが2つのモーターは2相モーターになり、ステーターが5つのモーターは5相モーターと呼ばれます。ステッピングモーターの相とビートが多いほど、精度が高くなります。
HBモーターは非常に精密な微小ステップ動作を実現できる一方、PMモーターは一般的に高い制御精度を必要としない。HBモーター複雑で精密な直線運動制御の要件を満たすことができます。PM モーターはトルクと体積が比較的小さく、一般的に高い制御精度を必要とせず、コストも経済的です。産業: 繊維機械、食品包装。生産プロセスとモーター制御精度の観点から、HBステッピングモーターPMステッピングモーターよりもハイエンドな製品です。
ステッピングモーターとサーボモーターはどちらもモーションコントロール製品ですが、その性能は異なります。ステッピングモーターは、指令を受けてステップを実行する離散的なモーションデバイスです。ステッピングモーターは、入力パルス信号を角度変位に変換します。ステッピングモータードライバーがパルス信号を受信すると、設定された方向にステッピングモーターを一定の角度だけ回転させます。一方、サーボモーターは、電気信号をトルクと速度に変換して制御対象を駆動するサーボシステムであり、速度と位置の精度を制御できます。
✓ ステッピングモーターとサーボモーターは、低周波特性、モーメント周波数特性、過負荷容量の点で大きく異なります。
制御精度：ステッピングモーターの相数と列数が多いほど精度が高くなります。ACサーボモーターの制御精度は、モーターシャフト後端のロータリーエンコーダーによって保証され、エンコーダーの目盛り数が多いほど精度が高くなります。
✓ 低周波特性：ステッピングモーターは低速時に低周波振動現象が発生しやすく、この低周波振動現象はステッピングモーターの動作原理によって決まり、機械の正常な動作に悪影響を及ぼします。一般的には、ダンピング技術を使用して低周波振動現象を克服します。ACサーボシステムには共振抑制機能があり、機械の剛性不足を補うことができます。動作は非常にスムーズで、低速時でも振動現象は発生しません。
✓ トルク周波数特性：ステッピングモーターの出力トルクは速度の増加とともに減少するため、最大動作速度は300～600RPMです。サーボモーターは定格速度（一般的に2000～3000RPM）まで定格トルクを出力でき、定格速度を超えると一定の出力になります。
✓ 過負荷耐性：ステッピングモーターには過負荷耐性がありません。サーボモーターには高い過負荷耐性があります。
✓ 応答性能：ステッピングモーターは、静止状態から動作速度（毎分数百回転）まで加速するのに200～400ミリ秒かかります。ACサーボは加速性能が優れており、高速な起動/停止が求められる制御状況で使用できます。例えば、パナソニックのMASA 400W ACサーボは、静止状態から定格速度3000RPMまでわずか数ミリ秒で加速します。
動作性能：ステッピングモーターはオープンループ制御であり、始動周波数が高すぎたり負荷が大きすぎたりするとステップロスやブロックが発生しやすく、停止時に速度が高すぎるとオーバーシュートが発生します。ACサーボはクローズドループ制御であり、ドライバがモーターエンコーダのフィードバック信号を直接サンプリングできるため、一般的にステッピングモーターのようなステップロスやオーバーシュートは発生せず、制御性能がより信頼性が高くなります。
性能面ではACサーボはステッピングモーターより優れていますが、ステッピングモーターは低価格という利点があります。応答速度、過負荷容量、動作性能の面ではACサーボはステッピングモーターより優れていますが、コストパフォーマンスの優位性から、要求の低いシナリオではステッピングモーターが使用されることがあります。クローズドループ技術を使用することで、クローズドループステッピングモーターは優れた精度と効率を実現でき、サーボモーターの性能の一部を達成できるだけでなく、低価格という利点もあります。
将来を見据え、新たな分野を開拓する。ステッピングモーターの用途は構造変化を遂げており、従来の市場は飽和状態に達し、新たな産業が台頭している。当社の制御モーターおよび駆動システム製品は、医療機器、サービスロボット、産業オートメーション、情報通信、セキュリティなどの新興産業に深く展開されており、これらは事業全体の比較的大きな割合を占め、急速に成長している。ステッピングモーターの需要は、経済、技術、産業オートメーションのレベル、そしてステッピングモーター自体の技術開発レベルに関連している。オフィスオートメーション、デジタルカメラ、家電製品などの従来の産業では市場が飽和状態に達している一方で、3Dプリンティング、太陽光発電、医療機器、自動車用途などの新たな産業が台頭し続けている。
| フィールズ | 具体的な用途 |
| オフィスオートメーション | プリンター、スキャナー、コピー機、複合機など |
| 舞台照明 | 光の方向制御、フォーカス、色調補正、スポット制御、照明効果など。 |
| 銀行業務 | ATM、紙幣印刷機、銀行カード製造機、現金計数機など。 |
| 医学 | CTスキャナー、血液分析装置、生化学分析装置など |
| 工業 | 繊維機械、包装機械、ロボット、コンベア、組立ライン、配置機など。 |
| コミュニケーション | 信号調整、移動体アンテナの位置決めなど |
| 安全 | 監視カメラのモーションコントロール。 |
| 自動車 | オイル/ガスバルブ制御、軽操舵システム。 |
新興産業1：3Dプリンティングは、研究開発技術で引き続きブレークスルーを起こし、下流での応用シナリオを拡大しており、国内外の市場は30％程度の成長率で拡大しています。3Dプリンティングはデジタルモデルに基づいており、材料を層ごとに積み重ねて物理的な物体を作成します。モーターは3Dプリンターの重要な動力部品であり、モーターの精度は3Dプリンティングの効果に影響を与えます。一般的に3Dプリンティングにはステッピングモーターが使用されます。2019年、世界の3Dプリンティング産業の規模は120億ドルで、前年比30％増加しました。
新興産業2：移動ロボットはコンピュータ制御され、移動、自動航行、マルチセンサー制御、ネットワーク連携などの機能を備えている。実際の生産現場で最も重要な用途はハンドリングであり、標準化の度合いが高い。
ステッピングモーターは移動ロボットの駆動モジュールに使用され、主要な駆動構造は駆動モーターと減速ギア（ギアボックス）から構成されています。国内の産業用ロボット産業は海外に比べて遅れて始まりましたが、移動ロボットの分野では海外をリードしています。現在、移動ロボットの中核部品は主に国内で生産されており、国内企業はあらゆる面で精度要件をほぼ満たしており、競合する海外企業は少ない状況です。
中国の移動ロボット市場規模は、2019年には約62億ドルに達し、前年比45%増となる見込みです。清掃効率が大幅に向上した業務用清掃ロボットが国際的に発売されています。2018年には、人型ロボットの発売に続き、「第2のロボット」が発売されました。「第2のロボット」は、障害物、階段、人の動きを検知する複数のセンサーを備えたインテリジェントな業務用掃除機ロボットです。1回の充電で3時間稼働し、最大1,500平方メートルを清掃できます。「第2のロボット」は、清掃スタッフの日常業務の大部分を代替でき、既存の清掃作業に加えて、掃除機がけや清掃の頻度を増やすことができます。
新興産業3：5Gの導入に伴い、通信基地局のアンテナ数が増加し、必要なモーター数も増加しています。一般的に、通常の通信基地局には3本のアンテナが必要で、4G基地局には4～6本のアンテナが必要ですが、5Gアプリケーションでは、従来の携帯電話通信とIoT通信アプリケーションの両方をカバーする必要があるため、基地局とアンテナの数はさらに増加します。ギアボックスコンポーネントを備えた制御モーター製品は、基地局アンテナプラントのカスタム開発の主流になりつつあります。ギアボックス付き制御モーターは、ESCアンテナ1本につき1つ使用されます。
2019年には4G基地局の数が172万台増加し、5G構築は新たなサイクルを開始すると予想されています。2019年、中国の携帯電話基地局の数は841万台に達し、そのうち544万台が4G基地局で、全体の65%を占めています。2019年には、新しい4G基地局の数が172万台増加し、2015年以来最大となりました。これは主に、1) 農村部の死角をカバーするためのネットワーク拡張、2) 5Gネットワーク構築の基盤を築くためのコアネットワーク容量のアップグレードによるものです。中国の5G商用ライセンスは2019年6月に発行され、2020年5月までに全国で25万以上の5G基地局が開設される予定です。
新興産業5：医療機器はステッピングモーターの主要な応用分野の一つであり、Vic-Techが深く関わっている分野の一つです。金属からプラスチックまで、医療機器は製造において高い精度が求められます。多くの医療機器メーカーは精度要件を満たすためにサーボモーターを使用していますが、ステッピングモーターはサーボモーターよりも経済的で小型であり、精度も一部の医療機器の要件を満たすことができるため、医療機器製造業界ではステッピングモーターが使用され、一部のサーボモーターに取って代わることもあります。
投稿日時：2023年5月19日