モータを用いた装置を設計する際には、当然のことながら、要求される作業に最適なモータを選定する必要があります。本稿では、ブラシ付きモータの特性、性能、そして特徴を比較します。ステッピングモーターブラシレスモーターについて、皆様のモーター選びの参考になれば幸いです。ただし、同じカテゴリーのモーターでも仕様が異なる場合があるため、あくまで参考としてご利用ください。最終的には、各モーターの技術仕様書で詳細情報をご確認ください。
小型モーターの特徴:ステッピングモーター、ブラシモーター、ブラシレスモーターの特徴をまとめた表が下表です。
ステッピングモーター | ブラシ付きモーター | ブラシレスモーター | |
回転方法 | 駆動回路は、電機子巻線の各相(2相、3相、5相を含む)の順序を決定するために使用されます。 | 電機子電流は、ブラシと整流子の摺動接点整流機構を通じて切り替えられます。 | ブラシと整流子を磁極位置センサと半導体スイッチに置き換えることでブラシレス化を実現しています。 |
駆動回路 | 必要 | 不要 | 必要 |
トルク | トルクは比較的大きいです。(特に低速時のトルク) | 始動トルクが大きく、電機子電流に比例したトルク特性を示します。(中高速域では比較的大きなトルクを示します) | |
回転速度 | トルクは比較的大きいです。(特に低速時のトルク) | これはアーマチュアに印加される電圧に比例します。負荷トルクが増加すると速度は低下します。 | |
高速回転 | 入力パルス周波数に比例します。低速域では脱調領域が発生し、高速回転が困難になります(減速が必要です)。 | ブラシと整流子の整流機構の制限により、最高速度は数千rpmに達する可能性がある。 | 最大数千から数万rpm |
回転する人生 | それはベアリングの寿命によって決まります。数万時間 | ブラシと整流子の摩耗により制限されます。数百から数千時間 | ベアリングの寿命によって決まります。数万時間から数十万時間 |
順方向回転と逆方向回転の方法 | 駆動回路の励磁位相の順序を変更する必要がある | ピン電圧の極性を反転する | 駆動回路の励磁位相の順序を変更する必要がある |
制御性 | 指令パルスにより決まる回転速度と位置(回転量)のオープンループ制御が可能(ただし、脱調の問題あり) | 一定速度で回転させるには速度制御(速度センサを用いたフィードバック制御)が必要です。トルクは電流に比例するため、トルク制御は容易です。 | |
入手の容易さ | 簡単:種類が豊富 | 簡単:多くのメーカーと種類、多くのオプション | 難しさ: 主に特定の用途向けの特殊モーター |
価格 | 駆動回路付きだと高価になります。ブラシレスモーターよりは安いです。 | 比較的安価なコアレスモーターですが、磁石のアップグレードにより少々高価になります。 | ドライバ回路まで含めると価格が高くなります。 |
パフォーマンス比較マイクロモーター: 各種小型モーターの性能比較をレーダーチャートで表示します。
マイクロステッピングモータの速度トルク特性:動作範囲参考(定電流駆動)
●連続運転(定格):自始動領域および脱調領域では約30%のトルクを維持します。
●短時間運転(短時間定格):自始動領域および脱調領域ではトルクを約50%~60%の範囲に保ちます。
● 温度上昇:上記の負荷範囲および使用環境下でモーターの絶縁グレード要件を満たす
要点の要約:
1) ブラシモーター、ステップモーター、ブラシレスモーターなどのモーターを選択する場合、小型モーターの特性、性能、特性比較結果がモーター選択の参考になります。
2) ブラシモーター、ステップモーター、ブラシレスモーターなどのモーターを選択する場合、同じカテゴリのモーターでも複数の仕様があるため、小型モーターの特性、性能、特性の比較結果は参考値です。
3) ブラシモーター、ステップモーター、ブラシレスモーターなどのモーターを選択する場合は、各モーターの技術仕様を通じて詳細情報を確認する必要があります。
投稿日時: 2023年1月30日