94 – PM型ステッピングモータのディテントトルク解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

PM型ステッピングモータは、プリンタや映像機器などの小型機器の可動部の位置決めなどに多く使われています。駆動をオープンループで行う ために、ステッピングモータの重要な特性は出力ではなく制御性や保持力になります。従って、求められる性能は無励磁状態の保持トルクであるディテントトルクや励磁状態の保持トルクであるスティフネストルクとなります。
PM型ステッピングモータは、多極に着磁したロータと、相数分ずらした誘導子から構成されます。小型化や部品点数の低減を実現するため、誘導子は鋼鈑を折り曲げたクローポール型になっています。このため、磁束は3次元的に流れるので、精度良く事前検討を進めるためには、有限要素法による3次元の電磁界解析を行う必要があります。
ここでは、PM型ステッピングモータのディテントトルク特性を求めます。

ディテントトルク/磁束密度分布

ディテントトルクを図1、7.5(deg)回転時におけるヨークの磁束密度分布を図2に示します。
形状よりディテントトルクは7.5(deg)周期と考えられますが、上部の誘導子と下部の誘導子間における3次元的な磁束の流れにより15(deg)周期になります。

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