ステッピングモーターとサーボモーターは、異なる特徴と運用方法を持つモーターです。以下にそれぞれの主な違いを示します:
動作原理:
ステッピングモーター: ステッピングモーターは、パルス信号によって離散的にステップを進めることで回転します。各ステップは固定の角度（ステップ角度）で進むため、位置制御はステップ数に基づいて行われます。
サーボモーター: サーボモーターはフィードバック制御システムを備えており、制御信号に基づいて目標位置や目標速度に達するように回転します。位置情報のフィードバックを使用して正確な位置制御が行われます。
位置制御の精度:
ステッピングモーター: ステッピングモーターはステップ単位で位置制御が行われるため、一般的に高い位置制御の精度を持ちます。ただし、マイクロステップ駆動を使用することでさらに細かな位置制御が可能です。
サーボモーター: サーボモーターはフィードバック制御により高い位置制御精度を実現します。エンコーダーやポテンショメーターなどのセンサーを使用して位置情報を検出し、目標位置に正確に制御します。
トルク特性:
ステッピングモーター: ステッピングモーターは一定のトルクを発生することができますが、高速回転時や静止状態でのトルクは低下する傾向があります。
サーボモーター: サーボモーターは高いトルクを発生し、一定の負荷に対しても力を維持することができます。また、高速回転時でも一定のトルクを維持する特性があります。
応答性とダイナミクス:
ステッピングモーター: ステッピングモーターはパルス信号に基づいてステップを進めるため、制御信号の変化に対して比較的遅い応答性を持ちます。また、ダイナミックな動作や高速な加速・減速には適していません。
サーボモーター: サーボモーターはフィードバック制御により素早く応答し、ダイナミックな動作を実現します。瞬時的な負荷変動に対しても迅速に制御を調整し、安定した運動を維持することができます。
制御回路の複雑さ:
ステッピングモーター: ステッピングモーターの制御回路は比較的単純であり、一般的にドライバICやパルスジェネレータを使用して制御します。
サーボモーター: サーボモーターの制御回路はフィードバック制御を備えており、位置検出およびフィードバック制御に関連する回路が必要です。そのため、制御回路の設計やセットアップにはより高度な知識と技術が必要となります。
これらはステッピングモーターとサーボモーターの主な違いです。どちらのモーターが最適かは、具体的なアプリケーションや要件によって異なります。ステッピングモーターは低コストで簡単に使用できるため、位置制御が主な要求である場合に適しています。一方、サーボモーターは高い位置制御精度と動的な動作が必要な場合に適しています。
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分解能（またはステップサイズ）、速度、およびトルクの両方に関するステッピングモータの性能は、構造の細部に影響されます。同時に、モータの制御方法にも影響を与える可能性があります。実際には、ローターとステーターの構成が異なるため、すべてのステッピングモータの内部構成（または構造）は同じではありません。
ローター
ステッピングモータの場合、基本的に3種類のローターがあります。
•永久磁石ローター：ローターは、ステーター回路によって生成される磁場に整列する永久磁石です。 このソリューションは、良好なトルクとディテントトルクを保証します。 これは、コイルが励磁されているかどうかに関係なく、非常に強くはないですが、位置変化を阻止することを意味します。 このソリューションの欠点は、他の種類に比べて速度と分解能が低いことです。
•可変リラクタンスローター： ローターは鉄芯で出来ており、磁場に整列する独特の形状をしています（図1および図2を参照）。このソリューションを使用すると、より高い速度と分解能を達成することが簡単になりますが、発生するトルクが低くなり、ディテントトルクがなくなります。
•ハイブリッドローター：この種類のローターには独特の構造があり、永久磁石型と可変リラクタンス型とのハイブリッドになります。ローターには、歯が交互に配置された2つの柱頭があり、軸方向に磁化されています。この構成により、モータは永久磁石型と可変リラクタンス型の両方の利点、特に高分解能、速度、およびトルクを持つことができます。この高い性能はより複雑な構造を必要とするため、高いコストを必要とします。図3に、このモータの構造の簡単な例を示します。コイルAが励磁されると、Nに磁化された柱頭の歯がステーターのSに磁化された歯に整列します。同時に、ローター構造により、Sに磁化された歯はステーターのNに磁化された歯に整列します。実際のモータはより複雑な構造をしており、ステッピングモータの動作原理は同じですが、図に示されているものよりも歯数は多くなっています。歯数を多くすると、モータは0.9°までの小ステップサイズを実現できます。
ステーター
ステーターは、ローターが整列しようとする磁界を生成する役割を持つモータの一部です。 ステーター回路の主な特性には、相数と極対の数、および配線構成が含まれます。 相数は独立したコイルの数ですが、極対の数は、各相が主たる歯の対をどのように使用しているかを示します。2相ステッピングモータが最も一般的に使用されますが、3相および5相モータはあまり一般的ではありません。
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ステッピングモーターの駆動方法には定電流駆動方式と定電圧駆動方式の2種類があります。
定電圧駆動方式は回路構成が簡単ですが、高速域においてトルク特性が得にくい方式です。
一方、定電流駆動方式は現在広く使用されている駆動方式で、高速領域のトルク特性に優れた特徴を持っています。当社のステッピングモータードライバはすべてこの駆動方式を採用しています。
定電流駆動方式の概要
ステッピングモーターは各巻線に流す電流を順番に切り替えることにより回転させていますが、回転速度が速くなると、この切り替えが速くなり電流の立ち上がりが追いつかず、トルクの低下が起こります。
そこで、モーターの定格電圧よりもはるかに高い直流電圧をチョッピングすることにより、高速時にもモーターに定格電流を流すことができます。
電流検出抵抗でモーター巻線に流れる電流を電圧として取り出し、基準電圧と比較します。検出抵抗の電圧が基準電圧よりも低いとき（定格電流に達していないとき）は、スイッチングトランジスタTr2を引き続きONし、基準電圧より高いとき（定格電流を超えたとき）は、Tr2をOFFし、常に定格電流が流れるように電流制御しています。
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市場でステッピングモーターが働いて負荷している同時に震え、不起動する現象などが生じるという反応には、現在では、ワインディングの末に仮はんだ付け現象がもたらすという結論がある。
その問題にはエンジニアが相応なメンテナンスの流れと提案をし、具体的なメンテナンス操作が以下のようだ：
その問題にはエンジニアが相応なメンテナンスの流れと提案をし、具体的なメンテナンス操作が以下のようだ：
1.ワインディングの末にタイラインを切て、絶縁ケーシングを取る。
2.ハンダに仮溶接はプロセスが入っているかどうかを検査する。
3.はんだを電気で溶融させ、エナメル線を一本ずつ分散させ、漆膜がきれいに磨かれていないものがあるかどうかを検査し、もしあれば、刃などの工具で漆膜をきれいに掻く。
4.一度にワインディングの末の線をねじ込み、しっかりねじ込む。それからフラックスをプラスして新たに溶接する。
5.収縮性チューブをかける。
6.束ねた後で、一度にモータを装置し、車に乗せて運行する。
コントローラ内蔵タイプはエンコーダ付モーターを使用することで、位置ズレなどの検出が可能となります。 装置のさらなる信頼性の向上に貢献します。
●STEPOUT出力機能
ドライバの指令位置と、エンコーダカウンタ値との偏差が設定値に達すると（偏差異常）、STEPOUT信号が出力されます。 負荷の急激な変化などで、位置ズレが発生した場合の検出が可能です。
●アラーム出力機能
✽偏差異常が発生すると「位置偏差過大」アラームが発生し、モーターを停止します。
✽偏差異常が発生すると「位置偏差過大」アラームが発生し、モーターを停止します。
●ワーニング出力機能
✽偏差異常が発生すると「位置偏差過大」ワーニングを発生します。
✽偏差異常が発生すると「位置偏差過大」ワーニングを発生します。
モーターの動作は継続します。
✽偏差異常が発生したときにアラームを出力するか、ワーニングを出力するかは、
パラメータで設定できます。
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