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ステッピングモーターは、低速での正確な位置決めと高トルク伝達機能で知られていますが、脱調やモーターのストールの可能性を最小限に抑えるために、モーターが負荷とアプリケーションのパラメーターに一致するように慎重にサイズ設定する必要があります。 。ステッピングモーターシステムにギアボックスを追加すると、モーターに対する負荷の慣性比が減少し、負荷に対するトルクが増加し、モーターの振動が減少するため、モーターのパフォーマンスを向上させることができます。
モーターに対する減速負荷の慣性比
アプリケーションでステッピングモーターのステップが失われる原因は、慣性です。負荷慣性とモーター慣性の比率は、特に運動の加速部分と減速部分で、負荷を駆動および制御するモーターの能力を決定します。負荷イナーシャがモーターイナーシャよりも特に高い場合、負荷を制御するときにモーターで問題が発生します。また、オーバーヘッド（命令で必要とされるよりも多くのステップ）または負のパルス信号（ステップ外）が発生する可能性があります。負荷とモーターの慣性比が非常に高いと、ギヤードモーターに過剰な電流が流れてストールする可能性があります。
イナーシャ比を下げる1つの方法は、イナーシャが大きい、より大きなモーターを使用することです。ただし、これはコストと重量が高くなることを意味し、カップリング、ケーブル、ドライブコンポーネントなど、システムの他の部分にもトリクルダウン効果をもたらします。ただし、システムに減速ギアボックスを追加すると、負荷と慣性の比率を減らすことができます。これは、減速比の2乗です。
負荷へのトルクを増やします
ギアボックス付きのステッピングモーターを使用するもう1つの理由は、負荷を駆動するためにより多くのトルクを追加できることです。負荷がモーター減速ボックスの組み合わせによって駆動される場合、ギアボックスはモーターからのトルクで乗算されます。これは、ギアボックスの減速比と効率に比例します。
ただし、ギアボックスはトルクを拡大できますが、速度は低下します。 （これが「減速機」または（ギア減速機）と呼ばれることもある理由です）言い換えると、ギアボックスがモーターに追加されると、モーターはより速く回転して、負荷を駆動するための目標速度を提供する必要があります。
ステッピングモーターのトルクの減少と速度の増加の比率は同じですが、これは始動トルクとその他の損失によるものです。速度とトルクの間に存在する逆の関係は、モーターが必要なトルクを供給できなくなる前に（減速比を掛けても）、唯一の現実は速度を上げることであることを意味します。
共振と振動を低減
ただし、モーターの速度を上げることには利点があります。モーターの余分な速度ギアボックスを取り付けた後、モーターは共振周波数範囲外で動作し、揺れや振動によってモーターのステップが失われたり、ストールしたりする可能性があります。
ギアボックスのトルク、速度、慣性の値が正しいことを確認するには、特にギアボックスをステッピングモーターに接続する場合に、高精度でバックラッシュの少ないギアボックスを選択することが非常に重要です。
ステッピングモーターは開ループシステムで動作し、ギアボックスのバックラッシュはシステムの位置決め精度を低下させ、設定エラーを監視または修正するためのフィードバックがないことを思い出してください。これが、ステッパーアプリケーションが通常2〜3分角のバックラッシュを備えた高精度の遊星ギアボックスを使用する理由です。一部のメーカーは、ステッピングモーターにハーモニックギアを提供できます。これにより、多くのアプリケーションシナリオでバックラッシュがゼロになります。
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