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ステッピングモーター電卓

ステッピングモーターの速度、ステップ周波数、および1回転あたりの移動量を計算

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公式

f_step = (RPM × steps/rev × microstepping) / 60

参考: Microchip AN2164 — Stepper Motor Control

f_step — Step pulse frequency (Hz)
RPM — Target motor speed (RPM)
steps/rev — Full steps per revolution (steps)
microstepping — Microstepping divisor

仕組み

ステッピングモーターの速度計算には、電気ステッピング周波数と機械回転速度の関係を理解する必要があります。基本的なパラメータには、1回転あたりのステップ数 (モータの仕様)、マイクロステッピング除数 (位置分解能を高める)、目標回転速度 (RPM)、およびリードスクリューピッチなどの機械的伝達特性が含まれます。電気パルス周波数を正確に制御することで、エンジニアは CNC マシンや 3D プリンタなどの精密機械システムで正確なモーションコントロールを実現できます。コア計算では、マイクロステッピングと機械的伝達効率を考慮しながら、必要な回転速度を生成するために必要な脈拍数を決定することで、電気的ステッピングパラメータを機械的な動きに変換します。

計算例

1回転あたり200ステップの標準的なNEMA 17ステッピングモーターを考えてみましょう。2mmピッチのリードスクリューで60RPMを目標とし、1/16マイクロステッピングで動作します。まず、基本ステップを計算します。200 ステップ × 16 マイクロステップ = 3200 ステップ/回転です。60 RPM を達成するには、パルス周波数 (3200 ステップ/回転 × 60 RPM) ÷ (60 秒) = 3,200 ステップ/秒を計算します。このモーターがピッチ2mmのリードスクリューを駆動すると、1回転ごとに機械システムが2mm進み、動作特性が予測可能な正確な直線位置決めが可能になります。

実践的なヒント

  • ✓モーターメーカー固有のステップ角度と性能曲線を必ず確認してください
  • ✓正確なタイミングのパルス生成ハードウェアを使用して一貫した動きを実現
  • ✓高いステッピング周波数で動作する場合は温度管理を考慮してください

よくある間違い

  • ✗周波数計算におけるマイクロステッピング乗数の無視
  • ✗機械式トランスミッションの損失を考慮に入れていない
  • ✗高いステッピング周波数でのモータートルク制限の見落とし

よくある質問

マイクロステッピングでは、モーター巻線に比例して通電することにより、より細かい位置制御が可能になり、分解能が向上し、動きがスムーズになり、サブフルステップの位置決めが可能になります。
リードスクリューのピッチは、モーター1回転あたりの直線移動距離を決定し、位置決め精度と機械システムの動きに直接影響します。
はい。(ステップ/回転×マイクロステップ×RPM) ÷60 = ステップ/秒という式を使用すると、必要なステップ周波数を手動で計算できます。
モータートルク、ドライバーエレクトロニクス、および機械的慣性により、同期を失うことなく達成可能な最大ステッピング周波数が決まります。
用途に合ったステッピングモーターを選択する際には、必要なトルク、位置決め精度、速度範囲、および機械的負荷特性を考慮してください。

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