統合されたステッパーモーターとは何ですか？

精密な制御と動きの世界では、 統合されたステッパーモーターは、 高度な技術とコンパクトなデザインを組み合わせた不可欠なコンポーネントです。これらのモーターは、非常に正確で信頼性の高いパフォーマンスを提供し、さまざまな産業および消費者用途で不可欠です。この記事では、統合されたステッパーモーターの複雑さを掘り下げ、機能、種類、利点、および実際の使用を強調しています。 

ステッピングモーターの理解

ステッパーモーターとは何ですか？

ステッピングモーターは、連続的に回転するのではなく、離散ステップで移動する電気モーターの一種です。これにより、Stepper Motorsは、回転位置、速度、方向の正確な制御が必要なアプリケーションに最適です。駆動時に連続的に継続する従来のDCモーターとは異なり、ステッパーモーターは完全な回転をいくつかの小さな等しいステップに分けます。各ステップは特定の回転角に対応し、細かい制御が可能になります。

ステッパーモーターはどのように機能しますか？

ステッパーモーターは、ステーターとローターの相互作用を通じて動作します。ステーターはモーターの固定部分であり、エネルギーを与えると磁場を作成するワイヤのコイルが含まれています。ローターはモーターの回転部分であり、通常は磁気材料でできています。

ステッパーモーターが基本的な用語でどのように機能するかは次のとおりです。

1. ステーターコイルは特定のシーケンスでエネルギーを与え、磁場を作成します。

2. この磁場はローターと相互作用し、小さなステップで移動します。

3. ローターは磁場と整列して動き、一度に1つのステップを完了します。

4. コイルをエネルギー化するシーケンスを変更することにより、ローターを どちらの方向に回転させて、その位置を正確に制御できるようにすることができます。

統合されたステッパーモーターとは何ですか？

an 統合されたステッパーモーターは、 モーターとそれに関連する駆動電子機器（ドライバーやコントローラーなど）が単一のコンパクトユニットに結合されるステッパーモーターの一種です。この統合により、外部ドライバー、コントローラー、および追加配線の必要性を排除することにより、モーターシステムが簡素化され、モーターの設置、操作、保守が容易になります。統合されたステッパーモーターは、正確なモーション制御、スペース効率、セットアップの容易さが不可欠​​なアプリケーションで使用されます。

統合されたステッパーモーターの主要なコンポーネント

an 統合されたステッパーモーターは 通常、次の重要なコンポーネントを組み合わせています。

1. ステッピングモーター - 個別のステップで回転運動を提供する主なコンポーネント。

2. モータードライバー - モーターのコイルに供給される電力を制御する電子機器。ドライバーは、モーターの方向、速度、および位置を決定します。

3. コントローラー - 多くの場合、ドライバー回路内に埋め込まれ、コントローラーはコントロールシグナルを解釈し、モーターコイルのエネルギー化をシーケンスし、滑らかで正確な動きを確保します。

4. 電源 - 必要な電気エネルギーをモーターとそのドライバー、通常はDC電源に提供します。

これらのコンポーネントを単一のパッケージに統合することにより、統合されたステッピングモーターは配線に伴う複雑さを減らし、モーターシステムの全体的なフットプリントを減らし、その信頼性を向上させます。

統合されたステッパーモーターの種類

統合されたステッパーモーター には、それぞれが特定の要件を満たすように設計されたさまざまな構成があります。最も一般的なタイプには次のものがあります。

1。ユニポーラ統合ステッパーモーター

ユニポーラステッパーモーターには、各フェーズにセンタータップされた巻線があり、ドライバーの設計が簡単になります。このタイプの統合モーターは、効率とサイズが重要な考慮事項である低電力アプリケーションでよく使用されます。

2。双極積分ステッパーモーター

対照的に、双極 統合されたステッパーモーターに は、巻線の中心タップがありません。これにより、より高いトルクと高速でのパフォーマンスが向上します。これらのモーターは、パフォーマンスが電力効率よりも重要であるアプリケーションで好まれることがよくあります。

3。ハイブリッド積分ステッパーモーター

ハイブリッドステッパーモーターは、ユニポーラモーターと双極モーターの両方の機能を組み合わせて、トルク、速度、効率の点で両方の世界の最高の世界を提供します。これらは一般的に産業用自動化とロボット工学で使用され、精度と電力の両方が必要です。

BESFOC統合ステッパーモーター：

特徴：

1、Cortex-M4コア高性能32ビットマイクロ コントローラー

2 fis最高のパルス応答周波数は200kHzに達することができます

3、保護機能を組み込んで、デバイスの安全な使用を効果的に保証する

4.振動、騒音、熱の発生を減らすためのインテリジェントな電流規制

5、内部抵抗性が低いMOSを採用すると、通常の製品と比較して加熱は30％減少します

6、電圧範囲：DC12V-36V

7.統合されたドライブモーター、簡単な設置、小さなフットプリント、および単純な配線を備えた統合設計

8 rubtureアンチリバース接続関数を装備しています

 

通信方法：

1、パルスタイプ

2 、RS485 modbus rtuネットワークタイプ

3、キャノペンネットワークタイプ

保護レベル：

防水タイプ：IP30、IP54、IP65、オプション

BESFOC統合ステッパーモーターパラメーター：

モデル	ステップアングル（1.8°）	位相電流（a）	定格抵抗（ω）	定格トルク（nm）	全身高さl（mm）	エンコーダー	制御方法（オプション）
BFISS42-P01A	1.8	1.3	2.1	0.22	54	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS42-P02A	1.8	1.68	1.65	0.42	60	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS42-P03A	1.8	1.68	1.65	0.55	68	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS42-P04A	1.8	1.7	3	0.8	80	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン

モデル	ステップアングル（1.8°）	位相電流（a）	定格抵抗（ω）	定格トルク（nm）	全身高さl（mm）	エンコーダー	制御方法（オプション）
BFISS57-P01A	1.8	2	1.4	0.55	65	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS57-P02A	1.8	2.8	0.9	1.2	80	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS57-P03A	1.8	2.8	1.1	1.89	100	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS57-P04A	1.8	3	1.2	2.2	106	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS57-P05A	1.8	4.2	0.75	2.8	124	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン
BFISS57-P06A	1.8	4.2	0.9	3	136	1000ppr/​​17bit	脈	RS485	キャノペン

                             

                         

統合されたステッパーモーターがどのように機能するか

an 統合されたステッピングモーターは 、通常のステッピングモーターと同じ基本的な方法で機能しますが、モーターの動作を管理するための追加の組み込みエレクトロニクスを備えています。主な違いは、統合されたステッパーモーターがモーターとドライバーとコントローラーを単一の ユニットに組み合わせて、セットアップと動作プロセスを簡素化することです。

統合されたステッパーモーターがどのように機能するかは次のとおりです。

1。入力を制御します

統合されたステッパーモーターの動作は、制御信号から始まります。これらの信号は通常、マイクロコントローラーまたはコンピューターやプログラム可能なロジックコントローラー（PLC）などの高レベルのコントローラーによって生成され、目的の動きを決定します。

• コントローラーは、パルスまたはデジタルコマンドをモーターに送信します。

• 各パルスは、MOTまたはMOTまたはの1つの離散ステップに対応し、受信したパルスの数と頻度に応じてモーターの位置が変化します。

2。統合コントローラーによる信号処理

の重要な機能の1つ Integrated Stepper Motorsは、 組み込みコントローラーです。従来のステッパーモーターのセットアップでは、外部ドライバーとコントローラーはこれらのパルスを解釈し、コイルをエネルギー化する必要なシーケンスを生成します。統合されたステッパーモーターでは、コントローラーがモーター自体に埋め込まれているため、個別のコンポーネントが必要になります。

• 積分モーター内のコントローラーは、入力信号（パルス幅、周波数、方向など）を解釈します。

• これらの信号を処理して、 モーター内のコイルをエネルギー化するための適切なシーケンスを決定します。コントローラーはなどの高度なモーションコントロールアルゴリズムを処理できることがよくあります。 マイクロスターピング、滑らかで正確なモーションを確保するために、

3。モーターのコイルの電源

コントローラーが入力信号を処理すると、適切な電力をドライバー回路に送信します。 統合されたステッパーモーター。ドライバーは、モーターのコイルに供給される電流を制御する責任があります。

• ステーターのコイルは、正しい順序で連続的にエネルギーを与えられます。

• このエネルギー化は、ローターと相互作用し、段階的に移動する磁場を作成します。

4。ローターの動き

コイルが通電されると、ステッピングモーターのローターは、ステーターによって作成された磁場と整列します。その後、ローターは、モーターの設計に応じて、通常は1.8°または0.9°あたり1.8°または0.9°の増分で離散ステップで移動します。正確なステッピング解像度は、ローターとステーターの極の数に依存します。

• ユニポーラモーターの場合、ローターは通常一方向に磁化され、エネルギーは異なるコイルを通ってローターを移動するために切り替えられます。

• 双極モーターの場合、コイルのCu rrent方向が逆になり、より強い磁場が生成され、通常はより高いトルクが生成されます。

5。フィードバックと調整（オプション）

その間 統合されたステッピングモーター は通常、オープンループ制御システム（つまり、外部フィードバックなし）で使用されます。一部のモデルには、ローターの位置を監視するためのフィードバックメカニズムまたはセンサーが含まれる場合があります。

• より高度な統合ステッパーモーターでは、コントローラーにポジションフィードバックを提供するために、エンコーダやホールセンサーなどの機能を含めることができます。

• これらのセンサーは、負荷のバリエーションまたはSTE PSを逃したために発生する可能性のあるエラーを修正するのに役立ち、より要求の厳しいアプリケーションでもモーターの正確なパフォーマンスを保証します。

統合されたステッパーモーターの制御機能

統合されたステッパーモーターには、特に滑らかさと精度の点で、パフォーマンスを向上させる組み込み機能があります。

1。マイクロステップ

多くの Integrated Stepper Motorsは マイクロステップをサポートします。これは、各ステップがより小さなステップに細分されるテクニックです。この手法は、革命あたりのステップ数を増やすことにより、モーターの動きを滑らかにし、それにより振動を減らし、動きをより流動的にします。

• マイクロステップは、3D印刷やCNCマシンなどのアプリケーションで一般的に使用されます。このマシンでは、正確でスムーズな動きが重要です。

• 統合されたコントローラーは、これらのスマーラーの動きを実現するために各コイルに供給される電流を調整し、ローターの位置をより細かく制御します。

2。ステップ解像度制御

統合されたコントローラーは、ユーザーがステップ解像度を調整することもでき、モーターはフルステップ、ハーフステップ、マイクロステップなどのさまざまなモードで実行できます。この柔軟性は、トルク、速度、滑らかさの間のさまざまなトレードオフを提供します。

• フルステップ操作により、回転ごとに標準の数の個別のステップが得られます。

• ハーフステップ操作により、フルステップ操作の解像度が2倍になり、パルスごとに距離が移動します。

• マイクロステップ操作は、各ステップをさらに小さな増分に分割することができ、非常に滑らかな動きを提供しますが、ステップあたりのトルクが低くなります。

3。速度と方向の制御

 統合されたStepper Motorsのコントローラーは、ローターの速度と方向の両方を調整できます。制御信号（パルス）の頻度とタイミングを変更することにより、コントローラーは回転速度を増加または減少させることができます。

• 時計回りまたは反時計回りの動きは、パルスシーケンスの方向を変更することにより制御されます。

• 速度制御は、モーターに送られたパルスの周波数を変更することで達成されます。

統合されたステッパーモーターの利点

1。コンパクトデザイン

統合されたステッパーモーターズの最も重要な利点の1つは、コンパクトなデザインです。モーターとドライバーを単一のユニットに結合することにより、これらのモーターはスペースを節約し、管理する必要があるコンポーネントの数を減らします。これは、コンパクト機械や埋め込みシステムなど、利用可能なスペースが限られているアプリケーションで特に有益です。

2。簡略化された配線と設置

統合されたステッパーモーターは、従来のステッパーモーターよりもはるかに簡単に設置しやすいです。モーターとドライバーは一緒に収容されているため、複雑な配線やモーターを駆動する追加のコンポーネントは必要ありません。この合理化されたセットアップにより、配線エラーの可能性が減り、メンテナンスとトラブルシューティングが簡素化されます。

3。信頼性の向上

外部コンポーネントが少ない、 統合されたステッパーモーターは、 信頼性を高めます。外部配線接続がないと、機械的故障のリスクが低下し、これらのモーターがより耐久性があり、摩耗や裂傷による損傷が発生しやすくなります。

4。コストの削減

統合されたステッパーモーターは、従来のモーターと比較して初期コストが高くなる可能性がありますが、コンポーネントコストの削減と設置およびメンテナンスの要件が低いため、長期的にはより費用対効果が高くなる可能性があります。統合された設計により、コンポーネントが少なくなり、システム全体のコストが削減されます。

5。強化された制御

統合されたステッパーモーターは、動きを正確に制御することを提供します。ドライバーとコントローラーが組み込まれているため、マイクロスタッピングなどの複雑な制御スキームを処理できます。これにより、より滑らかな動作やより細かい位置の精度が可能です。

6.エネルギー効率の向上

多くの場合、 統合されたステッパーモーター は、エネルギー効率を念頭に置いて設計されています。モーターの内部コントローラーは電力使用量を最適化し、古い独立したステッピングシステムと比較して電力消費が低下する可能性があります。

統合されたステッパーモーターのアプリケーション

統合されたステッパーモーターは、柔軟性と信頼性のために、さまざまな業界で広く使用されています。最も一般的なアプリケーションには次のものがあります。

1。ロボット工学

ロボット工学では、統合されたステッパーモーターが正確な動きと位置付けを確保する上で重要な役割を果たします。産業用ロボット、ロボットアーム、自律ロボットのいずれであっても、これらのモーターは、高性能操作に必要な制御と信頼性を提供します。

2。CNCマシン

コンピューター数値制御（CNC）マシンは、高精度で材料をカットおよび形成するために、正確で再現可能な動きを必要とします。統合されたステッパーモーターは、これらのマシンが非常に詳細なタスクを実行できるようにするために必要なトルクと制御を提供します。

3。医療機器

医療分野で、 統合されたステッパーモーターは、 MRIマシン、CTスキャナー、外科ロボットなどの機器で使用されます。これらのモーターの精度と信頼性は、機器が正確に機能し、患者の転帰の向上に貢献するために不可欠です。

4。3Dプリンター

3Dプリンターには、一貫した正確な動きを提供して、詳細なプリントを作成できるモーターが必要です。統合されたステッパーモーターは、3Dプリンターで多くの場合、プリントベッドと押出機の動きを制御し、最小限のエラーで高品質のプリントを確保します。

5。オフィスオートメーション

Office Automationでは、統合されたステッパーモーターが紙フィーダー、ファックスマシン、プリンターなどのデバイスで使用されています。正確で制御された動きを提供する能力により、これらのデバイスが中断することなくタスクを実行できるようになります。

6。航空宇宙と航空

航空宇宙および航空アプリケーションは、最高レベルの精度と信頼性を必要とし、統合されたステッパーモーターはアクチュエーター、フラップコントローラー、ポジショニングシステムなどのコンポーネントで使用されます。これらのモーターは、安全基準を維持しながら、重要なシステムのパフォーマンスを確保するのに役立ちます。

結論

統合されたステッパーモーターは、さまざまな業界で精密制御が適用される方法に革命をもたらしました。それらのコンパクトなデザイン、インストールの容易さ、および信頼性の向上により、それらは多くの最新のシステムにとって不可欠なコンポーネントになります。ロボット工学、医療技術、またはオフィスオートメーションに関与しているかどうかにかかわらず、 Integrated Stepper Motorsは、 アプリケーションの革新と効率を促進するために必要なパフォーマンスと精度を提供します。

Stepper Motors、それらの統合、および現実世界のアプリケーションに関するより詳細な情報を求めている人には、さらなるリソースとケーススタディを探索することを強くお勧めします。