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基礎知識

基礎編

ステッピングモータ

ステッピングモータの基本動作原理

ステッピングモータの構造に続いて、基本動作原理を説明します。

ステッピングモータの基本動作原理(1相励磁)

ステッピングモータの基本的な動作原理を、下図を使って説明します。前回の「ステッピングモータの構造」で示した2相バイポーラタイプのコイルを1相(1組のコイル)ずつ励磁する例です。この図の前提は、①~④に状態が変わることを示しています。コイルはコイル1、コイル2がそれぞれ組になっています。そして、電流の矢印は流れる向きを表しています。

ステッピングモータの基本動作原理(1相励磁)。

  • ・コイル1の左側から電流を流入させ、コイル1の右側から電流を流出させる。
  • ・コイル2には電流を流さない。
  • ・この時、左側コイル1の内側はNに、右側コイル1の内側はSになる。
  • ・よって、中央の永久磁石はコイル1の磁界に引かれ左をS、右をNにして止まる。
  • ・コイル1の電流を止め、コイル2の上側から電流を流入させ、コイル2の下側から電流を流出させる。
  • ・上側コイル2の内側がNに、下側コイル2の内側がSになる。
  • ・永久磁石はその磁界に引かれ、時計回りに90°回転し停止する。
  • ・コイル2の電流を止め、コイル1の右側から電流を流入させ、コイル1の左側から電流を流出させる。
  • ・左側コイル1の内側はSに、右側コイル1の内側はNになる。
  • ・永久磁石はその磁界に引かれ、時計回りにさらに90°回転して停止する。
  • ・コイル1の電流を止め、コイル2の下側から電流を流入させ、コイル2の上側から電流を流出させる。
  • ・上側コイル2の内側がSに、下側コイル2の内側がNになる。
  • ・永久磁石はその磁界に引かれ、時計回りにさらに90°回転し停止する。

このように①~④の順番にコイルに流れる電流を電子回路で切り替えるとモータを回転させることができます。この例では、1つの切り替えでモータは90°ずつ回転します。また、あるコイルに電流を流し続けると停止状態を維持し、保持トルクを持たせることができます。ちなみに、コイルに流す電流の順序を逆にすると逆に回転させることができます。

キーポイント

  • ・2相バイポーラのステッピングモータでは、コイルを1相ずつ順に励磁するとモータは回転する。
  • ・順を逆に励磁すると逆回転が可能である。