ステッパーモータードライブで6線ステッパーモータを使用するには?

更新しました Nov 17, 2018

使用製品

Hardware

  • Academic Motion Control

問題

他社製の6線式ユニポーラステッピングモータがあり、ナショナルインスツルメンツ(NI)のステッピングモータドライブに接続しようと考えています。しかし、NIが現在販売しているステッピングモータドライブはすべて、バイポーラ動作用に設計されています。NIのステッピングドライブに6線式ステッピングモータを接続できますか?

解決策

現在NIが販売しているステッピングモータドライブはすべてバイポーラ モータ用に設計されていますが、多くの6線式ステッピングモータはユニポーラまたはバイポーラのいずれのモードでも動作します。モータがバイポーラで動作するかどうかは、モータの製造元に確認してください。これは通常、モータのドキュメントに記載されています。 

ユニポーラモータには普通、1相あたり2つのコイル、磁界の各方向あたり1つのコイルがあります。バイポーラモータには、通常1相あたり1つのコイルがあり、このコイルに双方向の電流が流れます。したがって、同じサイズであるユニポーラモータと比べると、バイポーラモータの方が倍のトルクを生成できます。これは、ユニポーラモータは常時、巻線の半分のみを使用するためです。標準的な6線式ステッピングモータの接続図を図1に示します。

図1: フルコイルユニポーラ

 

ユニポーラ構成

6線式モータには1相あたり3本のワイヤがあります。図1に示すように、2本のリード線が1相のいずれかの端に接続しており、3本目のワイヤはコイルの中心点に接続されています。この3本目のワイヤは通常、位相のセンタータップと呼ばれます。モータを接続してユニポーラとして動作させるには、6本のワイヤは基本的に、Hブリッジとして構成します。

 

フルコイルバイポーラ構成

バイポーラ動作の6線式モータを接続するには2つの方法があります。最初の方法では、センタータップのリード線を未接続にしておき、通常の4線式バイポーラステッピングモータと同様にモータを接続します。このタイプの構成を図2に示します。ドライブが各位相のコイル全体を駆動するのでフルコイル構成としても知られています。
 
図2: フルコイルバイポーラ 

 

ハーフコイルバイポーラ構成

モータのコイルの半分のみを使用するバイポーラ構成で6線式モータを接続することも可能です。フルコイル構成では、モータドライブへの誘導性負荷がハーフコイル設定の4倍以上で、モータがかなり高速で動作します。


メモ: モータのコイルの半分しか使用していないため、モータの高速トルクは大幅に減少することに注意してください。モータの定格トルク値に達するには、より高い電圧が必要です。したがって、過熱によるモータに損傷を与える可能性があります。マニュアルに記載されていない場合は、ハーフコイル構成を使用する際はモータの製造元に必ずお問い合わせください。

図3に示すように、各位相の一方の側のみを関連付けられたセンタータップのリード線と接続して、6線式モータを使用します。
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図3: ハーフコイルユニポーラ
 
メモ: 一部のユニポーラモータでは両方のセンタータップが一緒に接続されており、5本のワイヤで接続することに留意してください。このような5線式ステッピングモータは、バイポーラステッピングモータドライブと互換性がありません。

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