サーボモーター vs ステッピングモーター：現代のグレーゾーンを明確にする

モーター制御と構造の進歩により、ステッピングモーターとサーボモーターの運用上の差異は薄れつつあります。理論上は、サーボモーターが無限小の回転角度を提供するのに対し、ステッピングモーターの動作はステーター巻線数によって制限されます。しかし実際は異なります。

サーボモーター

サーボモーターはサーボシステムの一部で、ドライブ、フィードバックデバイス、モーター本体で構成されます。ドライブはAC電源を入力として受け取り、DC電圧に整流します。必要なら、外部回路で制御されるシンプルな整流器で代用することも可能です。このようなシステムは、加速、PIDチューニング、速度など、すべてのモーター制御機能を外部デバイスに依存します。もう一つの選択肢は、モーションプロファイルの共有、故障状態の検知、デジタルインターフェースを可能にするインテリジェントドライブの使用です。

フィードバックデバイスはアブソリュートエンコーダーまたはリゾルバーのみの場合があり、サーボモーターの位置に対応する電気信号パターンを出力します。角度位置は金属ディスクのスロットに基づいて読み取られます。リゾルバーは単純な回転トランスで、2つのステーター巻線を流れる電流の測定値を変換し、可動部はローターのみです。エンコーダーと比較して、リゾルバーは遥かに堅牢です。

サーボモーターはACまたはDC動作用に設計される場合があり、ドライブと適切に組み合わせ、正しい極性と定格を供給する必要があります。ACタイプモーターは定速用途に適し、ブラシがないため摩耗が最小限でメンテナンスが少なくて済みます。さらに、DCタイプモーターより遥かに高いRPMに達せます。振り返ると、DCタイプモーターは可変速用途に適し、制御システムがよりシンプルです。

ステッピングモーター

ステッピングモーターも動作制御用のドライブを必要とします。サーボシステムと同様、ステッピングシステムはシンプルなパルスジェネレーターや独立したインテリジェントドライブで構成できます。多くのステッピングシステムは、制御システムへの直接フィードバックなしでオープンループモードで動作します。負荷が一定（コンベアラインのダイバーターなど）で、モーターが正しくサイジングされていれば、これは妥当です。しかし、負荷が動的で、位置決めが時間経過とともに変化する場合、モーターシャフトにフィードバックデバイスを追加する必要があります。

ステッピングドライブは、望むほどシンプルにも複雑にもできます。通常24VDC電源で駆動されますが、他のオプションもあります。インテリジェントドライブシステムを使用すれば、制御の複雑さを大幅に軽減できます。ステッピングモーターは低速で高トルクを生成できますが、速度が低すぎると過度な振動が発生する可能性があります。これを避けるには、モーターを慎重に選定する必要があります。高速動作でも同様で、1000rpmを超えるとステッピングモーターは性能を失う可能性があります。

サーボシステムの価格はステッピングシステムのほぼ3倍です。したがって、決定を急ぐべきではありません。負荷が比較的一定で、動作速度がある範囲内に収まるなら、ステッピングシステムを検討すべきです。メーカーのテクニカルサポート文献が、モーションシステム設計の出発点として最適です。SIとサポート契約があるなら、その担当者をブレインストーミングに招き、最もコスト効率の良い決定を下せます。