モーターを使用した機器を設計する際には、当然ながら、要求される作業に最も適したモーターを選択する必要があります。本稿では、ブラシモーターの特性、性能、特性を比較します。ステッピングモーターブラシレスモーターも含め、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多数存在するため、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確認する必要があります。
小型モーターの特徴:以下の表は、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の特徴をまとめたものです。
| 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)の次数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介して切り替えられる。 | ブラシレス化は、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によって実現される。 |
| 駆動回路 | 必要 | 望ましくない | 必要 |
| トルク | トルクは比較的大きい。(特に低速時のトルク) | 始動トルクは大きく、トルクは電機子電流に比例する。(中速から高速域ではトルクは比較的大きい。) | |
| 回転速度 | トルクは比較的大きい。(特に低速時のトルク) | 回転速度は電機子に印加される電圧に比例する。負荷トルクが増加すると回転速度は低下する。 | |
| 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、高速域では回転が困難です(減速する必要があります)。 | ブラシと整流子の整流機構の制限により、最大回転速度は数千rpmに達する可能性があります。 | 数千から数万rpm |
| 回転する人生 | 耐用年数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って制限される。数百時間から数千時間 | 耐用年数によって決まります。数万時間から数十万時間 |
| 順回転および逆回転の方法 | 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。 |
| 制御可能性 | コマンドパルスによって決定される回転速度と位置(回転量)のオープンループ制御は実行可能ですが、(ステップずれの問題があります) | 一定速度回転には速度制御(速度センサー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:メーカーや種類が豊富で、選択肢も豊富 | 難点:主に特定の用途向けの特殊モーター |
| 価格 | ドライバー回路が含まれている場合は価格が高くなります。ブラシレスモーターよりは安価です。 | 比較的安価なコアレスモーターだが、磁石のアップグレードのため少し高価になっている。 | ドライバー回路が含まれる場合、価格は高くなります。 |
パフォーマンス比較マイクロモーターレーダーチャートには、様々な小型モーターの性能比較が示されています。
マイクロステッピングモータの速度トルク特性:動作範囲の目安(定電流駆動)
● 連続運転(定格):トルクの約30%を自己始動領域に維持し、ステップ領域外に保つ。
● 短時間運転(短時間定格):自己始動領域および脱調領域では、トルクを約 50%~60% の範囲に維持してください。
●温度上昇:上記の負荷範囲および使用環境下で、モーターの絶縁等級要件を満たすこと
要点のまとめ:
1) ブラシモーター、ステッピングモーター、ブラシレスモーターなどのモーターを選択する際には、小型モーターの特性、性能、特性比較結果をモーター選択の参考として使用できます。
2) ブラシモーター、ステッピングモーター、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には複数の仕様が含まれているため、小型モーターの特性、性能、特性の比較結果は参考としてのみ使用してください。
3) ブラシ付きモーター、ステッピングモーター、ブラシレスモーターなどのモーターを選択する際は、各モーターの技術仕様書で詳細情報を確認してください。
投稿日時:2023年1月30日

