モータドライバ|基礎編

小型モータの特徴、性能、特性の比較

2020.08.18

この記事のポイント

・小型モータの特徴、性能、特性の比較をモータ選択の参考にする。

・同じ分類のモータにも様々な仕様のものが存在するのであくまでも目安として利用。

・最終的には個々のモータのデータシートで細部を確認する必要がある。

小型モータを選択する際には、それぞれの特徴、性能、特性を比較することが重要です。

小型モータの特徴

ここで取り上げたステッピングモータ、ブラシ付きモータ、ブラシレスモータの特徴を表にまとめました。

  ステッピングモータ ブラシ付きモータ ブラシレスモータ
回転方法 電機子巻線の各相(2相、3相、5相がある)を決まった順番に駆動回路で励磁する ブラシと整流子による接触摺動式整流構を介し、電機子電流を切り替える ブラシと整流子の働きを磁極位置センサと半導体スイッチに置き換えてブラシレス化
駆動回路 必要 不要 必要
トルク トルクは比較的大きい。
(特に低速時のトルク)
起動トルクが大きく、トルクは電機子電流に比例する
(中~高速でのトルクが比較的大きい)
回転速度 入力パルスレートに比例。
低速域に乱調領域あり
電機子印加電圧に比例する。負荷トルクが増えると速度は下がる
高速回転 高速回転に難がある(速度のスローアップが必要) ブラシと整流子による整流機構の限界があるため数千rpmまで 数千~数万rpmまで
回転寿命 軸受寿命で決まる。数万時間 ブラシと整流子に摩耗で制限される
数百~数千時間
軸受寿命で決まる
数万~数十万時間
正転・逆転方法 駆動回路の励磁相の順番を入れ替えが必要 端子電圧の極性を逆にすれば逆転 駆動回路の励磁相の順番を入れ替えが必要
制御性 回転速度や位置(回転量)が指令パルスで決まるオープンループ制御が可能(ただし脱調の問題はある) 定速回転させるには速度制御(速度センサを用いたフィードバック制御)が必要
トルクが電流に比例するのでトルク制御がしやすい
入手性 容易:品種は比較的多い 容易:メーカー、品種ともに多いので選択肢が多い 困難:特定用途の専用モータが主
価格 駆動回路を含めると割高
ブラシレスモータに比べると安価
比較的安価、コアレスは磁石のグレードアップとなりやや高価 駆動回路を含めると割高

小型モータの性能比較

各種小型モータの性能比較をレーダーチャートに示します。

小型モータの性能比較

小型モータの回転数-トルク特性

各小型モータの回転数とトルクの特性をまとめました。ブラシレスモータとブラシ付きモータは基本的に同じと考えてください。

小型モータの回転数とトルク特性の比較

【資料ダウンロード】モータの種類分類、用途の概要

モータの種類と構造の説明に加えて、各分野のモータドライブシステムの概要をまとめてあります。

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