中国のハイブリッドステッピングモーターメーカー-BESFOC

ステッパーモーターの導入

ステッピングモーターとは

a ステッパーモーターは、 通常のモーターのように連続的に回転するのではなく、正確で固定されたステップで移動する電気モーターの一種です。 3Dプリンター、CNCマシン、ロボット工学、カメラプラットフォームなど、正確な位置制御が必要なアプリケーションで一般的に使用されます。

ステッパーモーターは、電気エネルギーを顕著な精度で回転運動に変換する一種の電気モーターです。連続した回転を提供する通常の電気モーターとは異なり、ステッピングモーターは個別のステップでターンし、正確なポジショニングを必要とするアプリケーションに最適です。

ドライバーからステッパーモーターに送られた電気のすべてのパルスは、正確な動きをもたらします。モーターが回転する速度は、これらのパルスの周波数と直接相関します。パルスが送信されるほど速く、回転が速くなります。

の重要な利点の1つ ステッパーモーターSは簡単な制御です。ほとんどのドライバーは、5ボルトのパルスで動作し、一般的な統合回路と互換性があります。これらのパルスを生成するために回路を設計するか、BESFOCなどの企業からパルス発生器を使用できます。

時折の不正確さにもかかわらず、標準のステッパーモーターの精度は約±3アーク分（0.05°）の精度があります。これらのエラーは複数のステップで蓄積しません。たとえば、標準のステッピングモーターが1つのステップを作成すると、1.8°±0.05°回転します。 100万段階の後でも、総偏差は依然として±0.05°であるため、長距離にわたる正確な動きに対して信頼性が高くなります。

さらに、ステッパーモーターは、ローターの慣性が低いため、迅速な応答と加速で知られており、高速を迅速に達成できるようにします。これにより、短い急速な動きを必要とするアプリケーションに特に適しています。

ステッパーモーターはどのように機能しますか？

a ステッピングモーターは、 完全な回転を多数の等しいステップに分割することにより機能します。電磁石を使用して、小さな制御された増分で動きを作り出します。

1。ステッピングモーターの内側

ステッピングモーターには2つの主要な部分があります。

• ステーター - コイル（電磁石）のある固定部分。

• ローター - 回転部分、多くの場合、磁石または鉄でできています。

2。磁場による動き

• 電流がステーターコイルを流れると、磁場が作成されます。

• これらのフィールドはローターを引き付けます。

• コイルを特定のシーケンスでオンとオフにすることにより、ローターは円の動きで段階的に引っ張られます。

3。ステップバイステップの回転

• コイルが通電されるたびに、ローターは小さな角度（ステップと呼ばれる）で移動します。

• たとえば、モーターに革命ごとに200ステップがある場合、各ステップはローターを1.8°移動します。

• モーターは、コイルに送られたパルスの順序に応じて、前方または後方に回転できます。

4。ドライバーによって制御されています

• a ステッピングモーター ドライバーは、電気パルスをモーターコイルに送信します。

• パルスが多いほど、モーターが回転します。

• マイクロコントローラー（ArduinoやRaspberry Piなど）は、これらのドライバーを制御してモーターを正確に移動できます。

ステッピングモーターシステム

以下の図は、標準的なステッパーモーターシステムを示しています。これは、一緒に機能するいくつかの重要なコンポーネントで構成されています。各要素のパフォーマンスは、システムの全体的な機能に影響します。

1。コンピューターまたはPLC：

システムの中心には、コンピューターまたはプログラム可能なロジックコントローラー（PLC）があります。このコンポーネントは脳として機能し、ステッパーモーターだけでなくマシン全体も制御します。エレベーターの上昇やコンベアベルトの移動など、さまざまなタスクを実行できます。必要な複雑さに応じて、このコントローラーは、洗練されたPCまたはPLCから単純なオペレータープッシュボタンまでの範囲です。

2。インデクサーまたはPLCカード：

次は、特定の指示をに伝えるインデクサーまたはPLCカードです ステッピングモーター。動きに必要なパルス数を生成し、パルス周波数を調整して、モーターの加速、速度、減速を制御します。インデクサーは、BESFOCのようなスタンドアロンユニット、またはPLCに接続するパルスジェネレーターカードのいずれかです。そのフォームに関係なく、このコンポーネントはモーターの動作に不可欠です。

3。モータードライバー：

モータードライバーは、4つの重要な部分で構成されています。

• 位相制御のロジック：このロジックユニットは、インデクサーからパルスを受信し、モーターのどの位相をアクティブにするかを決定します。位相を通電することは、適切なモーターの動作を確保するために特定のシーケンスに従う必要があります。

• ロジック電源：これは、ドライバー内の統合回路（ICS）を駆動する低電圧供給であり、通常、チップセットまたは設計に基づいて約5ボルトで動作します。

• モーター電源：この供給は、アプリケーションに応じて高くすることができますが、通常は24 VDC約24 VDCに電力を供給するために必要な電圧を提供します。

• パワーアンプ：このコンポーネントは、電流がモーターフェーズを流れるようにするトランジスタで構成されています。これらのトランジスタは、モーターの動きを容易にするために、正しいシーケンスでオンとオフに切り替えられます。

4。ロード：

最後に、これらのすべてのコンポーネントは、特定のアプリケーションに応じて、鉛ねじ、ディスク、またはコンベアベルトである可能性のある負荷を移動するために連携して動作します。

ステッピングモーターの種類

ステッパーモーターには3つの主要なタイプがあります。

可変不本意（VR）ステッピングモーター

これらのモーターは、ローターとステーターの歯を備えていますが、永久磁石は含まれていません。その結果、彼らは止まりのトルクを欠いています。つまり、エネルギーを与えられないときは自分の位置を保持しません。

永久磁石（PM）ステッパーモーター

PMステッパーモーターは、ローターに永久磁石を持っていますが、歯はありません。彼らは通常、ステップ角度でより少ない精度を示しますが、止まりのトルクを提供し、電力がオフになったときに位置を維持できるようにします。

ハイブリッドステッパーモーター

BESFOCは、ハイブリッドのみを専門としています ステッピングモーターs。これらのモーターは、永久磁石の磁気特性を、可変抵抗モーターの歯付き設計と融合します。ローターは軸方向に磁化されています。つまり、典型的な構成では、上半分は北極であり、下半分は南極です。

ローターは、それぞれが50個の歯を持つ2本の歯付きカップで構成されています。これらのカップは3.6°相殺され、正確な位置決めが可能になります。上から見ると、北極カップの歯が南極カップの歯と整列し、効果的なギアリングシステムが作成されることがわかります。

ハイブリッドステッパーモーターは、2相構造で動作し、各位相には90°間隔で4つの極が含まれています。相の各極は創傷であるため、極は180°離れて同じ極性を持ち、極性は90°離れている場合は反対です。任意の段階で電流を逆にすることにより、対応するステーターポールの極性も逆転することができ、モーターがステーターポールを北極または南極に変換できるようにします。

ステッパーモーターのローターは、50個の歯を特徴とし、各歯の間にピッチが7.2°です。モーターが動作するにつれて、ローターの歯とステーターの歯のアライメントは変化する可能性があります。特に、歯のピッチの4分の3、歯のピッチの半分、または歯のピッチの4分の1によって相殺される可能性があります。モーターがステップすると、自然にそれ自体を再調整するために最短経路を取ります。

トルクと精度 ステッピングモーターは、極の数（歯）の影響を受けます。一般に、極カウントが高いほど、トルクと精度が向上します。 BESFOCは、標準モデルの歯のピッチの半分を備えた 'High Resolution ' Stepper Motorsを提供します。これらの高解像度ローターには100個の歯があり、各歯の間に角度が3.6°になります。このセットアップでは、歯のピッチの1/4の動きは、0.9°の小さなステップに対応します。

その結果、「高解像度」モデルは標準モーターの2倍の解像度を提供し、標準モデルの革命あたり200ステップと比較して、革命ごとに400ステップを達成します。各ステップは顕著で緩やかであるため、ステップ角度が小さくなります。

構造

以下の図は、5相ステッパーモーターの断面を示しています。このモーターは、主にステーターとローターの2つの主要な部分で構成されています。ローター自体は、ローターカップ1、ローターカップ2、および永久磁石の3つのコンポーネントで構成されています。ローターは軸方向に磁化されます。たとえば、ローターカップ1が北極として指定されている場合、ローターカップ2は南極になります。

ステーターには、それぞれに小さな歯と対応する巻線が装備されている10個の磁極を備えています。これらの巻線は、それぞれがその反対側の極の巻線に接続されるように設計されています。電流が一対の巻線を流れると、それらが接続する極は、同じ方向、つまり北または南の磁気化されます。

反対側のポールの各ペアは、モーターの1つのフェーズを形成します。合計10個の磁極があることを考えると、これにより、この5つのフェーズ内で5つの異なる段階が生じます ステッピングモーター.

重要なことに、各ローターカップには外側の周囲に沿って50の歯があります。ローターカップ1とローターカップ2の歯は、歯のピッチの半分によって機械的にオフセットされているため、動作中に正確なアライメントと動きが可能になります。

スピードトルク

スピードトルク曲線の読み方を理解することは、モーターが達成できるものについての洞察を提供するため、非常に重要です。これらの曲線は、特定のドライバーとペアになった場合の特定のモーターのパフォーマンス特性を表します。モーターが動作すると、そのトルク出力は、ドライブのタイプと印加電圧の影響を受けます。その結果、同じモーターが使用するドライバーに応じて、速度トルク曲線が著しく異なる可能性があります。

BESFOCは、これらの速度トルク曲線を参照として提供します。同様の電圧と電流定格を持つドライバーを備えたモーターを使用する場合、同等のパフォーマンスが期待できます。インタラクティブなエクスペリエンスについては、以下に示すスピードトルク曲線を参照してください。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

プルインとプルアウトトルクの間の領域内で動作するには、モーターは最初に開始/停止領域で開始する必要があります。モーターが走り始めると、希望の速度が達成されるまでパルス速度が徐々に増加します。モーターを止めるために、速度はプルイントルク曲線を下回るまで低下します。

トルクは、電流に直接比例し、モーターのワイヤ回転数。トルクを20％増加させるには、電流も約20％増加する必要があります。逆に、トルクを50％減らすには、電流を50％削減する必要があります。

ただし、磁気飽和のため、定格電流の2倍を超える電流を増やすことに利点はありません。定格電流の約10倍で動作すると、ローターを消化するリスクがあります。

すべてのモーターには、断熱材が劣化し始める前に最大130°Cまで温度に耐えることができるクラスB断熱材が装備されています。寿命を確保するために、内側から外側まで30°Cの温度差を維持することをお勧めします。つまり、外部のケース温度は100°Cを超えてはなりません。

インダクタンスは、高速トルク性能に重要な役割を果たします。モーターが際限なく高レベルのトルクを示さない理由を説明しています。モーターの各巻線には、インダクタンスと抵抗の明確な値があります。ヘンリーズで測定されたインダクタンスは、オームの抵抗で割られ、時定数（秒）になります。この時定数は、コイルが定格電流の63％に達するまでにかかる時間を示しています。たとえば、モーターが1つのアンプで定格されている場合、1つの時定数の後、コイルは約0.63アンペアに達します。通常、コイルが完全な電流（1 AMP）に達するには、約4〜5つの時定数が必要です。トルクは電流に比例するため、電流が63％に達した場合、モーターは1つの時定数の後に最大トルクの約63％を生成します。

低速では、電流が効果的にコイルを迅速に入力して出口に出入りできるため、電流の蓄積のこの遅延は問題ではありません。ただし、高速では、次の位相が切り替わる前に電流が十分に速く増加することはできず、その結果、トルクが低下します。

ドライバー電圧の衝撃

ドライバー電圧は、aの高速性能に大きく影響します ステッピングモーター。運動電圧に対するドライブ電圧の比率が高いと、高速機能が改善されます。これは、上昇した電圧により、電流が以前に説明した63％のしきい値よりも急速に巻線に流れることができるためです。

振動

ステッピングモーターがあるステップから次のステップに移行する場合、ローターはターゲット位置で即座に停止しません。代わりに、それは最終的な位置を通り過ぎてから、引き戻され、反対方向にオーバーシュートし、最終的に停止するまで前後に振動し続けます。この現象は、 'リンギング、'と呼ばれ、モーターが取る各ステップで発生します（以下のインタラクティブ図を参照）。バンジーコードのように、ローターの勢いは停止点を超えて運び、安静時に落ち着く前に 'バウンス'を引き起こします。ただし、多くの場合、モーターは完全に停止する前に次のステップに移動するように指示されます。

以下のグラフは、さまざまな荷重条件下でのステッパーモーターのリンギング挙動を示しています。モーターがアンロードされると、重大な鳴り声が示され、振動の増加につながります。この過度の振動は、同期が失われる可能性があるため、アンロードまたは軽く負荷のいずれかである場合、モーターの失速につながる可能性があります。したがって、常にテストすることが不可欠です ステッパーモーター。 適切な負荷のある

他の2つのグラフは、ロードされたときのモーターの性能を示しています。モーターを適切に搭載すると、動作を安定させ、振動を減らすことができます。理想的には、負荷にはモーターの最大トルク出力の30％から70％が必要です。さらに、荷重とローターの慣性比は、1：1から10：1の間に落ちる必要があります。より短く、より速い動きの場合、この比率が1：1から3：1に近づくことが望ましいです。

BESFOCからの支援

BESFOCのアプリケーションスペシャリストとエンジニアは、適切なモーターサイジングを支援するために利用できます。

共鳴と振動

a ステッピングモーターは 、入力パルス周波数がその固有周波数である共鳴として知られる現象と一致すると、振動が大幅に増加します。これは多くの場合、約200 Hzが発生します。共鳴時点では、ローターのオーバーシュートとアンダーシュートが大幅に増幅され、ステップが欠けている可能性が高まります。特定の共振周波数は負荷慣性によって変化する可能性がありますが、通常は約200 Hzを覆います。

2相モーターのステップ損失

2フェーズステッパーモーターは、4つのグループのステップのみを見逃すことができます。 4の倍数でステップ損失が発生していることに気付いた場合、振動がモーターが同期を失うこと、または負荷が過剰である可能性があることを示しています。逆に、逃したステップが4つの倍にない場合、パルス数が正しくないか、電気ノイズがパフォーマンスに影響を与えていることを強く示しています。

共鳴を緩和します

いくつかの戦略は、共鳴効果を軽減するのに役立ちます。最も簡単なアプローチは、共振速度での動作を完全に避けることです。 200 Hzは2相モーターの場合は約60 rpmに対応するため、極端に高速ではありません。ほとんど ステッピングモーターの最大開始速度は、1秒あたり約1000パルス（PPS）です。したがって、多くの場合、共振周波数よりも高い速度でモーター動作を開始できます。

共振周波数を下回る速度でモーターを起動する必要がある場合は、振動の影響を最小限に抑えるために、共振範囲を迅速に加速することが重要です。

ステップ角を減らす

別の効果的な解決策は、より小さなステップ角を使用することです。ステップ角が大きいほど、オーバーシュートとアンダーシュートが大きくなる傾向があります。モーターが移動するのに短い距離がある場合、大幅にオーバーシュートするのに十分な力（トルク）が生成されません。ステップ角を減らすことにより、モーターは振動が少なくなります。これが、振動を減らすのにハーフステッピングとマイクロスタッピング技術が非常に効果的である理由の1つです。

負荷要件に基づいてモーターを選択してください。適切なモーターサイジングは、全体的なパフォーマンスの向上につながる可能性があります。

ダンパーを使用します

ダンパーは、考慮すべき別のオプションです。これらのデバイスは、振動エネルギーの一部を吸収するためにモーターのバックシャフトに取り付けられ、費用対効果の高い方法で振動モーターの動作を滑らかにすることができます。

5フェーズステッパーモーター

比較的新しい進歩 ステッパーモーター テクノロジーは、5相ステッパーモーターです。 2相モーターと5相モーターの最も顕著な違い（以下のインタラクティブ図を参照）は、ステーターポールの数です。2相モーターには8つの極（フェーズあたり4）、5相モーターは10ポール（フェーズあたり2）を備えています。ローターの設計は、2相モーターの設計に似ています。

2相モーターでは、各位相はローターを1/4の歯ピッチで移動しますが、5相モーターでは、ローターはその設計により歯のピッチの1/10を移動します。歯のピッチが7.2°であるため、5相モーターのステップ角は0.72°になります。この構造により、5相モーターは、2相モーターの革命あたり200ステップと比較して、革命ごとに500ステップを達成でき、2相モーターの2.5倍の解像度を提供します。

より高い解像度により、ステップ角度が小さくなり、振動が大幅に減少します。 5相モーターのステップ角は2相モーターのそれよりも2.5倍小さくなるため、リンギングと振動がはるかに低くなります。両方のモータータイプで、ローターは3.6°以上のオーバーシュートまたはアンダーシュートを行う必要があります。 5相モーターのステップ角度はわずか0.72°であるため、モーターがそのようなマージンでオーバーシュートまたはアンダーシュートすることはほぼ不可能になり、同期を失う可能性が非常に低くなります。

ドライブメソッド

4つの主要なドライブ方法があります ステッパーモーターS：

1. ウェーブドライブ（フルステップ）

2. 2つのフェーズ（フルステップ）

3. 1-2フェーズオン（ハーフステップ）

4. マイクロステップ

ウェーブドライブ

以下の図では、その原則を説明するためにWave Driveメソッドを簡素化します。図に示されている90°の回転はそれぞれ、実際のモーターでの1.8°の回転体回転を表しています。

1つのメソッドとも呼ばれるWave Driveメソッドでは、一度に1つのフェーズのみが通電されます。 A相がアクティブになると、ローターの北極を引き付ける南極を作成します。次に、A相がオフになり、B相がオンになっているため、ローターが90°（1.8°）回転し、このプロセスは各フェーズが個別にエネルギーを与えられ続けます。

ウェーブドライブは、モーターを回転させるために4段階の電気シーケンスで動作します。

 

2つのフェーズ

'2フェーズオン'ドライブメソッドでは、モーターの両方のフェーズが連続的にエネルギー化されます。

以下に示すように、90°の回転はそれぞれ1.8°ローターの回転に対応しています。 AとBの両方の位相が南極としてエネルギーを与えると、ローターの北極は両方の極に等しく引き付けられ、中央に直接整列します。シーケンスが進行し、位相がアクティブになると、ローターは回転して2つのエネルギー化された極間のアライメントを維持します。

'2フェーズオン'メソッドは、4段階の電気シーケンスを使用して動作してモーターを回転させます。

BESFOCの標準2相および2相Mタイプモーターは、この '2フェーズで'ドライブメソッドを使用します。

'1' 1 '1フェーズ上の'メソッドの2つのフェーズの主な利点は、トルクです。 '1フェーズオン'メソッドでは、一度に1つの位相のみがアクティブになり、ローターに作用する単一のトルクが作動します。対照的に、 '2フェーズ上の2つのフェーズは、両方のフェーズを同時にエネルギーし、2つのトルクを生成します。 1つのトルクベクトルは12時の位置で作用し、もう1つは3時の位置に作用します。これらの2つのトルクベクトルを組み合わせると、45°の角度で得られたベクトルを作成し、単一のベクトルの大きさよりも41.4％大きい大きさです。これは、 '2フェーズオン'メソッドを使用すると、41％のトルクを配信しながら、 '1フェーズ上の'メソッドと同じステップ角を達成できることを意味します。

ただし、5相モーターは多少異なって動作します。 '2フェーズで'メソッドを使用する代わりに、 '4フェーズオン'メソッドを使用します。このアプローチでは、モーターがステップを踏むたびに、4つのフェーズが同時にアクティブになります。

その結果、5相モーターは、動作中の10段階の電気シーケンスに従います。

1-2フェーズオン（ハーフステップ）

'1-2フェーズオン'メソッドは、ハーフステッピングとも呼ばれ、前の2つのメソッドの原理を組み合わせています。このアプローチでは、最初にA相をエネルギーし、ローターを整列させます。 A位相をエネルギーしたままにしている間、Bフェーズをアクティブにします。この時点で、ローターは極の両方に等しく引き付けられ、中央の整列が並び、45°（または0.9°）の回転をもたらします。次に、Bフェーズのエネルギーを続けながらAフェーズをオフにし、モーターが別のステップを踏み出すことができます。このプロセスは続き、1つのフェーズと2つのフェーズのエネルギーを交互に行います。そうすることで、ステップ角を半分に効果的に削減し、振動を減らすのに役立ちます。

5フェーズモーターの場合、4つのフェーズで5つのフェーズを交互に行うことにより、同様の戦略を採用しています。

ハーフステップモードは、8段階の電気シーケンスで構成されています。 '4-5 PHASES ON 'メソッドを使用した5相モーターの場合、モーターは20段階の電気シーケンスを通過します。

マイクロステップ

（必要に応じて、マイクロステピングに関する詳細情報を追加できます。）

マイクロステップ

マイクロステップは、より小さなステップをさらに細かくするために使用される手法です。ステップが小さいほど、解像度が高くなり、モーターの振動特性が高くなります。マイクロステップでは、フェーズは完全にオンでも完全にもオフでもありません。代わりに、部分的にエネルギーを与えます。サイン波はフェーズAとフェーズBの両方に適用され、位相差は90°（または5相で0.9°です ステッピングモーター）。

最大電力がフェーズAに適用されると、フェーズBはゼロになり、ローターがフェーズAに整列します。電流がフェーズAに減少すると、位相BからBが増加し、ローターがフェーズBに向かって小さな一歩を踏み出すことができます。

ただし、マイクロステップは、主に精度とトルクに関するいくつかの課題を提示します。位相は部分的にしか元気であるため、モーターは通常、約30％のトルク減少を経験します。さらに、ステップ間のトルクの微分が最小限であるため、モーターは荷重を克服するのに苦労する可能性があります。その結果、モーターが実際に移動し始める前に、モーターがいくつかのステップを移動するように命じられる状況につながる可能性があります。多くの場合、閉ループシステムを作成するにはエンコーダーの組み込みが必要ですが、これにより全体的なコストが増加します。

ステッピングモーターシステム

オープンループシステム
クローズドループシステム
サーボシステム

ループを開きます

ステッピングモーターは通常、オープンループシステムとして設計されています。この構成では、パルスジェネレーターがパルスを位相シーケンス回路に送信します。フェーズシーケンサーは、完全なステップおよびハーフステップの方法で以前に説明されているように、どのフェーズをオンまたはオフにするかを決定します。シーケンサーは、高出力FETを制御してモーターを活性化します。

ただし、オープンループシステムでは、位置の検証はありません。つまり、モーターが指揮型の動きを実行したかどうかを確認する方法はありません。

閉ループ

閉ループシステムを実装するための最も一般的な方法の1つは、ダブルシャフトモーターのバックシャフトにエンコーダーを追加することです。エンコーダーは、送信機と受信機の間を回転する線でマークされた薄いディスクで構成されています。これらの2つのコンポーネント間を線が通過するたびに、信号線のパルスが生成されます。

これらの出力パルスは、コントローラーに供給され、それらのカウントを保持します。通常、動きの終わりに、コントローラーは、ドライバーに送信したパルスの数をエンコーダーから受け取ったパルスの数と比較します。特定のルーチンが実行され、2つのカウントが異なる場合、システムは不一致を修正するように調整されます。カウントが一致する場合、エラーが発生していないことを示し、動きはスムーズに継続できることを示します。

クローズドループシステムの欠点

閉ループシステムには、コスト（および複雑さ）と応答時間の2つの主な欠点があります。エンコーダーを含めると、システムの全体的な費用が追加され、コントローラーの洗練度が高まり、これが総コストに貢献します。さらに、修正は動きの終わりにのみ行われるため、システムに遅延が発生し、応答時間が遅くなる可能性があります。

サーボシステム

閉ループステッパーシステムの代替品はサーボシステムです。サーボシステムは通常、ポールカウントが低いモーターを使用して、高速性能を可能にしますが、固有のポジショニング機能が不足しています。サーボをポジションデバイスに変換するには、多くの場合、コントロールループとともにエンコーダーまたはリゾルバーを使用して、フィードバックメカニズムが必要です。

サーボシステムでは、モーターが活性化され、リゾルバーが指定された位置に到達したことを示すまで非アクティブ化されます。たとえば、サーボに100回の回転を移動するように指示されている場合、リゾルバーカウントがゼロで始まります。モーターは、リゾルバーカウントが100回の回転に達するまで実行され、その時点でオフになります。位置シフトがある場合、モーターは位置を修正するために再活性化されます。

ポジショニングエラーへのサーボの応答は、ゲイン設定の影響を受けます。高いゲイン設定により、モーターはエラーの変化に迅速に反応することができますが、低ゲイン設定は応答が遅くなります。ただし、ゲイン設定を調整すると、モーション制御システムに時間遅延が発生し、全体的なパフォーマンスに影響を与えます。

Alphastep閉鎖ループステッパーモーターシステム

AlphastepはBesfocの革新的です ステッパーモーター ソリューション。リアルタイムのポジションフィードバックを提供する統合されたリゾルバーを備えています。この設計により、ローターの正確な位置が常に既知であり、システムの精度と信頼性が向上します。

Alphastep閉鎖ループステッパーモーターシステム

Alphastepドライバーは、ドライブに送信されるすべてのパルスを追跡する入力カウンターを備えています。同時に、リゾルバーからのフィードバックはローター位置カウンターに向けられ、ローターの位置を継続的に監視できるようになります。矛盾は偏差カウンターに記録されます。

通常、モーターはオープンループモードで動作し、モーターが続くためのトルクベクトルを生成します。ただし、偏差カウンターが±1.8°を超える不一致を示している場合、位相シーケンサーはトルク変位曲線の上部にあるトルクベクトルをアクティブにします。これにより、最大トルクが生成され、ローターを再調整し、同期に戻します。モーターがいくつかのステップでオフになっている場合、シーケンサーはトルク変位曲線のハイエンドで複数のトルクベクトルをエネルギーします。ドライバーは、過負荷条件を最大5秒間処理できます。この時間枠内で同期を復元できない場合、障害がトリガーされ、アラームが発行されます。

Alphastepシステムの顕著な特徴は、見逃した手順をリアルタイムで修正する機能です。エラーを修正するために移動が終了するまで待つ従来のシステムとは異なり、アルファステップドライバーは、ローターが1.8°の範囲外に落ちるとすぐに是正措置を講じます。ローターがこの制限内に戻ると、ドライバーはオープンループモードに戻り、適切な位相エネルギーを再開します。

付随するグラフは、トルク変位曲線を示しており、システムの動作モードであるループと閉ループを強調しています。トルク変位曲線は、単一相によって生成されるトルクを表し、ローターの位置が1.8°逸脱すると最大トルクを達成します。ローターが3.6°以上のオーバーシュートをオーバーシュートする場合にのみ、ステップを見逃すことができます。ドライバーは、偏差が1.8°を超えるたびにトルクベクトルを制御するため、5秒以上続く過負荷が発生しない限り、モーターがステップを逃す可能性は低いです。

アルファステップのステップ精度

多くの人々は、アルファステップモーターのステップ精度は±1.8°であると誤って信じています。実際には、アルファステップのステップ精度は5分割（0.083°）です。ドライバーは、ローターが1.8°の範囲外にあるときにトルクベクトルを管理します。ローターがこの範囲内に収まると、ローターの歯は生成されるトルクベクトルと正確に整列します。アルファステップは、正しい歯がアクティブトルクベクトルと整列することを保証します。

Alphastepシリーズにはさまざまなバージョンがあります。 BESFOCは、分解能とトルクを強化するか、反射慣性を最小化するために、複数のギア比を備えた丸いシャフトとギアモデルの両方を提供します。ほとんどのバージョンには、フェイルセーフ磁気ブレーキを装備できます。さらに、BESFOCはASCシリーズと呼ばれる24 VDCバージョンを提供します。

結論

結論として、Stepper Motorsはアプリケーションの配置に非常に適しています。これらは、パルスカウントと周波数を変えるだけで、距離と速度の両方を正確に制御できるようにします。オープンループモードで動作する場合でも、ポールカウントが高い場合でも、精度を可能にします。特定のアプリケーションのために適切にサイズ化される場合、a ステッピングモーターは ステップを見逃しません。さらに、ポジションフィードバックを必要としないため、Stepper Motorsは費用対効果の高いソリューションです。