サーボモーターとステッピングモーターの違いは何ですか?
Dec 19, 2023
現代の産業において、モーターは不可欠な部品です。 モーターにはたくさんの種類がありますが、サーボモーターそしてステッピングモーターは 2 つの一般的なものです。 どちらも機械の動きを制御するために使用されますが、両者には大きな違いがあります。 この記事では、サーボモーターとステッピングモーターの動作原理、性能の違い、応用分野について紹介します。
動作原理の違い
サーボモーターとステッピングモーターは異なる原理で動作します。 サーボ モーターは、フィードバック信号を通じてモーターの速度と位置を制御する閉ループ制御システムです。 サーボモーターは通常、モーター、エンコーダー、コントローラー、電源で構成されます。 エンコーダはモーターの位置と速度を測定するために使用され、コントローラーはエンコーダーからのフィードバック信号に従ってモーターの動きを調整します。 サーボモータは制御精度が高く、高速・高精度な動作を実現できます。
ステッピング モーターは、モーターのパルス信号を制御することによってモーターの速度と位置を制御する開ループ制御システムです。 ステッピング モーターは通常、モーター、ドライバー、コントローラーで構成されます。 コントローラーはパルス信号をドライバーに送り、ドライバーはパルス信号をモーターの動きに変換します。 ステッピングモーターの制御精度は比較的低いですが、正確な位置制御が可能です。
性能の違い
1. 低周波特性の違い
ステッピング モーターは、低速時に低周波振動が発生しやすくなります。 振動周波数は負荷条件やドライバの性能に関係し、一般にモータの無負荷始動周波数の半分程度と考えられます。 ステッピングモーターの動作原理によって決定されるこの低周波振動現象は、機械の通常の動作にとって非常に好ましくありません。 ステッピングモーターが低速で動作する場合、一般に、モーターにダンパーを追加したり、ドライバーに細分化技術を使用したりするなど、低周波振動現象を克服するための減衰技術を使用する必要があります。
ACサーボモーターは非常にスムーズに回転し、低速でも振動がありません。 ACサーボシステムには共振抑制機能があり、機械の剛性不足をカバーできます。また、システムには内部周波数分解能機能（FFT）があり、機械の共振点を検出できるため、調整が容易です。システム。
2. 異なるトルク-周波数特性
ステッピングモーターの出力トルクは回転速度の増加とともに減少し、回転速度が高くなると急激に減少するため、最大動作速度は一般に 300-600rpm になります。
定トルク出力用ACサーボモータは、定格回転数（通常2000rpmまたは3000rpm）において、定出力以上の定格回転数で定格トルクを出力することができます。
3.異なる過負荷容量
ステッピングモーターには通常、過負荷容量がありません。 ACサーボモーターは過負荷耐性が強いです。 たとえば、Panasonic AC サーボ システムには、速度過負荷およびトルク過負荷容量があります。 最大トルクは定格トルクの3倍で、始動時の慣性負荷の慣性モーメントに負けません。 ステッピングモーターにはそのような過負荷容量がないため、選択時にこの慣性モーメントを克服するために、多くの場合、より大きなトルクのモーターを選択する必要があり、機械は通常の動作中にそれほど多くのトルクを必要としないため、無駄が発生します。トルク現象。
4. 動作性能の違い
ステッピングモーター制御はオープンループ制御のため、起動周波数が高すぎたり、負荷が大きすぎたりすると、ステップ落ちや停止現象が発生しやすくなり、速度が高すぎるとオーバーシュート現象が発生しやすくなりますので、精度を確保するためにその制御においては、速度の上下の問題に対処する必要があります。 閉ループ制御用のACサーボドライブシステム。ドライバはモータエンコーダフィードバック信号サンプリングに直接接続でき、位置ループと速度ループの内部構成は、一般にステッピングモータに見られるステップ損失またはステップ損失の現象が発生しません。オーバーシュートが発生すると、制御性能はより信頼性が高くなります。
アプリケーションの違い
ステッピング モーターは通常、各ステップが固定角度であるステップで動作するため、単純な開ループ制御と比較的低い精度を必要とするアプリケーションで良好に機能します。 したがって、ステッピング モーターは、プリンター、スキャナー、インクジェット プリンターなど、特に高い位置決め精度を必要としない一部の用途に適しています。
対照的に、サーボ モーターは、より厳しいモーション制御要件を持つアプリケーションでより優れたパフォーマンスを発揮します。 サーボモーターはフィードバックシステムを採用しており、より高い制御精度と動的応答を実現します。 このため、サーボモータは、CNC工作機械、ロボット、航空機など、高精度の位置決め、速度、位置制御が必要な用途に適しています。サーボシステムは、常に出力を調整して誤差を排除することで、より高精度な動作制御を実現します。
つまり、サーボモーターとステッピングモーターはどちらも機械の動きを制御するために使用されますが、両者には大きな違いがあります。 サーボモータは、高い制御精度を備えた閉ループ制御システムであり、高速、高精度の動作に適しています。 ステッピング モーターは、低コストのオープン ループ制御システムであり、正確な位置制御に適しています。 実際のアプリケーションでは、特定のニーズに応じて適切なタイプのモーターを選択する必要があります。