ステッピングモーターとDCモーター

電気モーターの原理は、誘導の原理の一側面である。この法則は、電荷が磁界の中を動いている場合、電荷にはその速度と磁界に垂直な方向に力が働くというものである。電荷が流れると電流が流れ、通電導体となるのも同じ原理である。この力の方向は、フレミングの右手の法則によって与えられる。この現象の簡単な帰結は、磁界中の導体に電流を流すと導体が動くということである。すべてのモーターはこの原理で動いています。

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DCモーターは直流電源で駆動するモーターで、ブラシ付きDCモーターとブラシレスDCモーターの2種類があります。

ブラシ付きモーターでは、ローター巻線との電気的接続を維持するためにブラシを使用し、内部整流により電磁石の極性を変化させて回転運動の連続性を維持します。直流モーターでは、固定子に永久磁石や電磁石が使われる。ローターコイルはすべて直列に接続され、それぞれの接続点が整流子片に接続され、磁極下の各コイルがトルクを発生させるのに役立っている。

小型のDCモーターでは、巻線の数が少なく、固定子には永久磁石が2個使われています。より高いトルクが必要な場合は、巻数の増加や磁石の強度を上げるなどして対応する。

2つ目は、永久磁石をローターとし、電磁石をローターに配置したブラシレスモーターである。ブラシレスDCモーターは、ブラシ付DCモーターに比べて、信頼性が高く、長寿命（ブラシがない、整流子の腐食がない）、ワットあたりのトルク（効率の向上）、重量あたりのトルクが大きい、電磁波（EMI）が全体的に減少する、ノイズが少ない、整流子のイオン化火花が消えるなどの利点を持っています。大電力トランジスタで充電し、ソレノイドを駆動する。このタイプのモーターは、コンピュータの冷却ファンによく使われています。

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ステッピングモーター（またはステッピングモータ）は、ロータの全回転を均等なステップ数に分割したブラシレスDCモーターです。これらのステップのうち、ローターを保持することでモーターの位置を制御することができます。サーボモーターへのフィードバックとなるセンサーがない（オープンループコントローラー）。

ステッピングモーターは、中央の歯車状の鉄のブロックを囲むように、多数の突起したソレノイドが配置されています。電磁石には、マイコンなどの外部制御回路から電力が供給される。モーター軸を回転させるには、まず一方の電磁石に通電し、歯車の歯を電磁石の歯に磁気的に引き付けてその位置まで回転させます。歯車の歯が最初のソレノイドと一致するとき、次のソレノイドとは小さな角度だけずれている。

ローターを動かすには、次のソレノイドをオンにして、他のソレノイドをオフにしてください。この工程を繰り返すことで、連続した回転を実現します。わずかな回転を繰り返すことを「ステップ」と呼びます。1サイクルは、整数倍のステップで完結します。この手順でモーターを回すと、正確な角度が得られるように制御することができます。ステッピングモーターには大きく分けて、永久磁石ステッピングモーター、ハイブリッド同期ステッピングモーター、可変リラクタンスステッピングモーター、Lavetタイプステッピングモーターの4種類があります。

ステッピングモーターは、モーションコントロールの位置決めシステムに使用されています。

DCモーターとステッピングモーターの比較

-DCモーターは直流電源を使用し、ブラシ付きDCモーターとブラシレスDCモーターに大別され、ステッピングモーターはブラシレスDCモーターの一種で、特殊な特性を持つモーターです。

-通常のDCモーター（サーボ機構に接続されたものを除く）はローターの位置制御ができませんが、ステッピングモーターはローターの位置制御が可能です。