ステッピングモーター計算ツール
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Motor Engineering

ステッピングモーターシミュレーター

ステップ角・保持トルク・ディテントトルク・トルク速度曲線・マイクロステッピング分解能・共振周波数をリアルタイム計算。モーター選定と制御設計を強力サポート。

モーター仕様パラメータ
定格保持トルク Th 0.50 N·m
ディテントトルク比 10 %
ロータ慣性モーメント J 0.150 kg·cm²
定格電流 I 2.00 A
マイクロステッピング設定
最大速度 600 rpm
負荷条件
負荷慣性モーメント JL 0.300 kg·cm²
負荷トルク TL 0.10 N·m
1.800°
基本ステップ角
0.1125°
マイクロステップ角
0.050 N·m
ディテントトルク
共振周波数 [Hz]
最大パルス数 [pps]
トルク余裕率
トルク-速度曲線

トルク速度特性式

高速域でのプルアウトトルク降下は電気的時定数で近似:

$$T(f) = \frac{T_0}{\sqrt{1 + (2\pi f L / R)^2}}$$

ステップ角:$\theta_{step} = \dfrac{360°}{N_{teeth} \times N_{phases} \times 2}$

共振周波数:$f_{res} = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{T_h \cdot N_s}{2\pi (J_r + J_L)}}$

CAE連携: ロボットアームのジョイント駆動では負荷慣性比(JL/Jr)を10倍以内に収めることが推奨される。慣性不整合が大きいと共振点でのトルクリップルがFEM振動解析に影響する。
マイクロステッピング分解能比較

マイクロステッピング電流プロファイル

位相A・Bの電流は正弦波形状でステップを細分化:

$$I_A(k) = I_0 \cos\!\left(\frac{2\pi k}{4M}\right), \quad I_B(k) = I_0 \sin\!\left(\frac{2\pi k}{4M}\right)$$

ここで $M$ = マイクロステップ分割数。トルク補正係数 $\eta \approx \sin(\pi/(2M)) / (\pi/(2M))$

マイクロステッピング分解能テーブル
分割数ステップ角 [°]ステップ数/回転トルク補正係数実効分解能 [μm/step]*
* ボールネジピッチ 5mm / 減速比 1:1 の場合

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