ベストアンサー
ステッピングモーターはバイポーラまたはユニポーラとして特徴付けられます。バイポーラステッピングモーターには4本のリード線があり、合計8個のドライブトランジスタ（つまり、2個のフルHブリッジ）が必要です。ユニポーラには、各相に合計6本のリード線用の追加のセンタータップがあります。センタータップを共通の電圧源に接続すると、ユニポーラステッピングモーターを4つの同一の「スイッチ」（通常はNPNまたはNチャネルドライブトランジスタ）で制御できます（図1）。従来のフルステッピングモードでは、一度に1つのモーター相が通電されるため、巻線の不均衡に関係なく、消費電力が最小限に抑えられ、位置精度が高くなります。ハーフステッピング制御は、単相と2相の同時通電を交互に行うため、8ステップのシーケンスが得られ、より高い分解能、より低いノイズレベル、およびモーター共振の影響を受けにくくなります。
ステッピングモーターには次の機能があります。 ：
両方向の回転
正確な角度増分変更
デジタル制御の機能
ゼロ速度でのトルクの保持
正確な運動または速度プロファイルの繰り返し
ステッピングモーターユニポーラ/バイポーラ57×56mm7.4V1A /相
このNEMA23サイズハイブリッドステッピングモーターは、次のように使用できます。ユニポーラまたはバイポーラステッピングモーターで、1.8°のステップ角（200ステップ/回転）を備えています。各相は7.4Vで1Aを消費し、9 kg-cm（125 oz-in）の保持トルクを可能にします。
この高トルクハイブリッドステッピングモーターのステップ角は1.8°（200ステップ/革命）。各相は7.4Vで1Aを消費し、9 kg-cm（125 oz-in）の保持トルクを可能にします。モーターには、単極および双極ステッピングモータードライバーの両方で制御できるように、裸のリード線で終端された6本の色分けされたワイヤーがあります。ユニポーラステッピングモータードライバーと併用する場合、6本のリード線すべてが使用されます。バイポーラステッピングモータードライバーと一緒に使用すると、センタータップの黄色と白のワイヤーを切断したままにすることができます（赤と青のペアは一方のコイルにアクセスでき、黒と緑のペアはもう一方のコイルにアクセスできます）。バイポーラステッピングモーターとして使用することをお勧めします。
バイポーラステッピングモーター
バイポーラステッピングモーターでは、相ごとに1つの巻線しかありません。磁極を反転させるには、駆動回路をより複雑にする必要があります。これは、バイポーラステッピングモーターを反転させるために行われます。回路の専門家は、巻線に電流を流しています。これはHブリッジ構成で行われますが、これをより簡単なタスクにするために購入できるドライバーチップがいくつかあります。
巻線の使用率が高いため、のユニポーラモーターよりも強力です。同じ重量。これは、巻線が占める物理的なスペースによるものです。ユニポーラモーターは、同じスペースに2倍の量のワイヤーがありますが、どの時点でも半分しか使用されないため、効率は50％（または利用可能なトルク出力の約70％）です。バイポーラは駆動がより複雑ですが、ドライバチップが豊富であるため、これを実現するのははるかに困難ではありません。 8リードステッパーはユニポーラステッパーのように巻かれていますが、リードはモーターの内部で共通に結合されていません。この種のモーターは、いくつかの構成で配線できます。
ユニポーラステッピングモーター
ユニポーラステッピングモーターには、2つの巻線のそれぞれの正電源に配線されたセンタータップがあります。各巻線の両端は、磁場の方向を逆にするために交互に接地されています。回転子は、より高い角度分解能のために比例してより多くの極を必要とします。ステップあたり30度のモーターは、一般的な永久磁石モーターの設計です。巻線の制御シーケンスはモーターを回転させます。磁石は一度に1ステップ回転し、各巻線の2つの半分が同時に通電されることはありません。
単極ステッパーと双極ステッパーの両方がプロジェクトで広く使用されています。ただし、アプリケーションの観点からは、それぞれに長所と短所があります。ユニポーラモーターの利点は、ステッピングモーターを制御するために複雑なHブリッジ回路を使用する必要がないことです。 ULN2003Aのような単純なドライバーだけがタスクを十分に実行します。ただし、ユニポーラモーターには1つの欠点があります。それらによって生成されるトルクはかなり小さいです。これは、電流が巻線の半分だけを流れているためです。したがって、それらは低トルクアプリケーションで使用されます。
回答
バイポーラステッパーの基本
A バイポーラステッピングモーターには、固定子相ごとに1つの巻線があります。 2相バイポーラステッピングモーターには4本のリード線があります。バイポーラステッピングには、ユニポーラステッピングモーターのような共通のリード線はありません。したがって、巻線を通る電流方向の自然な反転はありません。
バイポーラステッピングモーターは配線が簡単ですが、動作はほとんどありません。繁雑。バイポーラステッパーを駆動するには、内部Hブリッジ回路を備えたドライバー IC が必要です。これは、固定子極の極性を逆にするために、電流を逆にする必要があるためです。これは、Hブリッジを介してのみ実行できます。 HブリッジICを使用する理由は他に2つあります
- ステッピングモーターの消費電流は非常に高くなります。マイクロコントローラピンは、最大15mAまでしか供給できません。ステッパーには、この値の約10倍の電流が必要です。外部ドライバICはこのような大電流を処理できます。
- Hブリッジが使用されるもう1つの理由は、固定子コイルがインダクタ。コイル電流の方向が変わると、スパイクが発生します。通常のマイクロコントローラピンは、それ自体に損傷を与えることなく、このような高いスパイクに耐えることはできません。したがって、マイクロコントローラーのピンを保護するには、Hブリッジが必要です。
ほとんどのバイポーラステッパーインターフェースプロジェクトで使用される最も一般的なHブリッジICはL293Dです。
マイクロコントローラーへのインターフェース
モーターを制御するには、4つのマイクロコントローラーピンが必要です。 L293Dに5Vの電源と、モーターが動作する必要のある電圧を供給する必要があります。 ICの両方のドライバを使用するため、両方のイネーブルピンをアサートします。
インターフェイス図
バイポーラステッピングモーターを駆動する方法は3つあります-
- のみ相巻線の1つが一度に通電されます。つまり、ABまたはCDのいずれかが通電されます。もちろん、コイルは正しい極性が得られるように通電されます。ただし、1つのフェーズのみが通電されます。このタイプのステッピングでは、1つの相のみが通電されるため、保持トルクが小さくなります。
- この方法では、両方の相が同時にアクティブになります。ローターは2つの極の間に整列します。この配置により、前の方法よりも高い保持トルクが得られます。
- 3番目の方法はハーフステッピングに使用されます。この方法は、一般的にステップ角を改善するために使用されます。ここで、ステップ1では1つのフェーズのみがオンになり、次にステップ2では2つのフェーズがオンになり、さらに1つのフェーズのみがオンになり、シーケンスが続行されます。
バイポーラステッパードライブ
多くの企業が独自のバイポーラステッパードライブの組み立てを開始しています。ステッピングモーターをドライブに正しく接続するように注意する必要があります。また、ドライブはステッパーに十分な電流を供給できる必要があります。マイクロコントローラは、ステップ信号と方向信号のみをドライブに提供する必要があります。この方法は2つのマイクロコントローラーピンのみを使用し、他の機能のために多数のマイクロコントローラーピンを必要とするプロジェクトで非常に役立ちます。
ユニポーラステッパーv / sバイポーラステッパー
ユニポーラステッパーとバイポーラステッパーの両方がプロジェクトで広く使用されています。ただし、アプリケーションの観点からは、それぞれに長所と短所があります。ユニポーラモーターの利点は、ステッピングモーターを制御するために複雑なHブリッジ回路を使用する必要がないことです。 ULN2003Aのような単純なドライバーだけがタスクを十分に実行します。ただし、ユニポーラモーターには1つの欠点があります。それらによって生成されるトルクはかなり小さいです。これは、電流が巻線の半分だけを流れているためです。したがって、それらは低トルクアプリケーションで使用されます。一方、バイポーラステッピングモーターは、L293Dのような電流反転HブリッジドライバーICを使用する必要があるため、配線が少し複雑です。しかし、利点は、電流がコイル全体を流れることです。結果として生じるモーターによって生成されるトルクは、単極モーターと比較して大きくなります。
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