ステッピングモーター
PM型の簡略化したモデルを例にとって、動作原理を説明する。
巻線Aに電流を流すと、固定子と回転子のN・Sが引き合った状態になる。
巻線Bにも電流を流すと、両方の固定子が磁化して回転子を引きつけるので、力が釣り合うように45°回転する。
巻線Aの電流を切ると、さらに45°回転する。
巻線Aに先程と逆方向の電流を流すと、さらに45°回転する。
巻線Bの電流を切ると、さらに45°回転する。
巻線Bに先程と逆方向の電流を流すと、さらに45°回転する。
巻線Aの電流を切ると、さらに45°回転する。
巻線Aに最初と同じ方向の電流を流すと、さらに45°回転する。
以上のように、ステップ1から8を繰り返すことによって、一定の方向に回転する。
ステッピングモーターは、巻線への電流の与え方を変えることにより、特性を変えることができる。二相型のモーターについて以下に述べる。
一相励磁 常に巻線一相のみに電流を流す。位置決め精度は良いが、減衰運動が残りやすい。
二相励磁 二相に電流を流す。一相励磁の約2倍の出力トルクが得られる。
一-二相励磁 一相と二相を交互に切り替えて電流を流す。一相励磁・二相励磁の場合のステップ角度の半分にすることができるので、滑らかな回転を得られる。前のセクションの説明図では、一-二相励磁を使っている。
マイクロステップ駆動(バーニア駆動) 巻線への電流を単純なON/OFFではなく、二つの巻線の電流比率を細かく変えていくことで、より細かいステップ角度を得る手法。
運動量が駆動パルスの数に比例する。
デジタル制御回路との相性が良い。
フィードバック回路の必要性がない(開ループ制御)。
エネルギー効率が低い。
負荷が大きすぎたり、パルス周波数が高すぎると同期外れで誤動作につながる。この状態を「脱調」と呼び、加減速シーケンスを用いると改善することがある。