ステッピングモーターの動作原理, 構造について解説 【イチケン電子基礎シリーズ】

ステッピングモーターはオープンループで制御可能なのでサーボモータを使うより価格を抑えたり、システム構成をシンプルにできる特長があります(ステッピングモーターは原点の検出機構は必須)。
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ステッピングモーター amzn.to/3oEroW0
0:00 ステッピングモーターの構造
4:25 ステッピングモータの種類
5:32 ステッピングモータの固定子に電流を流す
7:35 モータードライバを使う
8:56 ステッピングモーターの電流波形と回転数, トルクの関係
10:42 マイクロステップは分解能を高くする
14:28 ステッピングモータの長所
16:27 Octopartについて
17:42 次回
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[@ICHIKEN1]

皆様の仕事ではステッピングモーターとサーボモーターどちらをよく使いますか？ 理由も一緒にどうぞ。

[@iku9792]

秋葉原の秋月電子通商にPICステッピングモータドライバーキットとステッピングモータが売っています。 取説に回路図、駆動の説明もあり、PICのプログラムを自作して色々動作させた事があります、安価に遊べます。

[@ichiroazuma2421]

ステッピングモーターですね。 いきなりハイブリッドの説明で笑っちゃいました。 説明に別途原点出しの機構が必要なことも有ると更に良かったかも。

[@cxszdx]

三相誘導モーターをよく使いますね

[@user-vi6iz2id3r]

大ざっぱにいうと、産業用がサーボモーターで民生用がステッピングモーターですね。 産業用は一品物が多いので、制御ソフトが単純で済むサーボモーターが使いやすくなります。 ステッピングモーターは、原点を出すのにわざと脱調させて、合間を見て時々原点を再出しするとか、制御ソフトが複雑になるので、設計費をたくさんの製品に振り分けられる民生用じゃないと、使いにくくなります。

[@merdekaataumati1949]

私の仕事では､三相の誘導電動機が一番多いですね。 クレーン、ベルトコンベヤ、エレベータ､クラッシャ・・・。世の中の多くの機械が誘導電動機だと思いますよ。 エレベータや自動クレーンなどで、サーボ的な動きをさせたいのなら、誘導電動機にインバーターとエンコーダー付けてPLCで制御させるのが普通です。

[@trustgtr3533]

ステッピングモータの制御の仕方知りたかったけど、中学校の技術教員には難しすぎた😢教科書に載っているから、話せるようになりたかったけど、今のうちには無理やぁ😭それでもイチケン氏のおかげでブラシレスDCモータとDCモータの違いと動作原理は、実物バラしながら説明できるようになったので、感謝しかないです😉

[@user-hu9cu1cr6g]

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[@tubetorako]

前回のキャパシターもそうだが、実物を分解して解説してくれるのが凄く分かりやすい。これからも期待してます。

[@plasoto]

書籍を含め、今まで見たステッピングモーターの解説の中で一番わかりやすい。さすがですね！ しかもまさかのハイブリッドw

[@tailsippo]

なんとなく理解してたつもりのステッピングモータでしたが、大して理解できていないことが理解できました。勉強になります。

[@kazuomoroboshi]

自然と投げ銭したくなるレベルの内容です。ありがとうございます。

[@1974zix]

ステッピングモータは仕事柄(制御屋やってます)しばしば使いますし、概ねの原理は知っていましたが、マイクロステップ の仕組みは知らなかったのでとても勉強になりました！あんな大雑把な作りでどうやって滑らかに動かしているのか不思議 でしたが、きちんと理解できました。 ステッピングには弱点もありますが、価格面でのメリットが大きいので、単軸ロボット(IAIのRCPシリーズとか)の世界では ステッピングモータが主流ですね。オリエンタルモーターも、既存メーカーが強すぎるサーボ分野を捨てて、ステッピング を主軸にしていますね。オリエンタルのαSTEPシリーズは、低負荷時にはオープンループ制御、高負荷時に自動でエンコーダ を使ったクローズドループに移行するハイブリッド型で最近サーボとの垣根がなくなりつつあるみたいです。

[@user-nl6ck1dj4e]

高負荷時にのみ自動で切り替わる利点は何があるんでしょうか？ 脱腸しやすいからですか？

[@1974zix]

@@user-nl6ck1dj4e おそらくおっしゃるとおり、脱調を起こしにくくする工夫だと思います。かつ、低負荷時には オープンループ制御のメリット(フィードバック時間のロスなしで制御をできるので指令に対する応答性 が良いとか、基本的にサーボのようなチューニングが不要とか)も活かせるという狙いではないかと。

[@0yajix958]

若かりし頃、動作原理もわからぬまま、ステッピングモーターを使った搬送機械の設計やってました。 業界を離れて久しいですが、今更ながらにマイクロステップの原理がようやく理解出来ました。 もし叶うならば、20年前の自分に教えてあげたい！

[@wankel787b]

モーターメーカーを担当する商社の営業がコレを観てマジな勉強をしております。 ありがとうございます。

[@A_Grounded_Outlet]

工学部の授業で、ステッピングモータを分解して構造を見る授業があったのですが、分かんなかったところや、やったところの復習が出来ました。ありがとうございます。

[@shs8489]

動画の最後の次回予告があると楽しみさが増してgoodです。

[@tttaaa6553]

イチケンさん。早速の基礎編拡充ありがとうございます!　日本国民の電気基礎知識向上に大きく寄与していると思います。今後も宜しくお願い致します!

[@apulo]

磁性体の歯の分だけ、コイルで引き付けて回転させるのは理解してたけど、2つのコイル間の磁力のベクトル合計でその間に位置させるというのがよくわかりました。これは助かる。

[@pch-mosfet1378]

基礎を再確認できました。 大変分かりやすい解説ありがとうございました！

[@excalibur999tube]

現在電験の勉強をしてるのですが、教科書の文章だけだと動作原理や動作風景が全然イメージできなくて頭に入ってこなかったのが、この動画で一気に理解が深まりました。ありがとうございます。

[@yamakatu0101]

機械構造上の位置駆動装置(簡易数値制御)として、ステッピングモーターは一種の革命でした！。 移動距離全域で位置検出(閉ループ)するもので無く、一か所の基準位置認識から後はプラスマイナス回転させた数だけで位置を認識！または不特定の現在位置からスタートでプラスマイナス位置を認識させる所謂開ループの数値制御で使われて居ますネ！。問題はメカ的の動きが渋いと脱調し位置がズレて仕舞う事ですが、それも捕正する検出器を付けた準閉ループ制御のハイブリット制御も有り、完全閉ループ制御の不要論も有ります。 ミシン・メーカーの刺繍縫いミシン等は大体がこのステッピングのお陰で、昔のメカ式刺繍縫いや多種の縫い目が出来るミシンのメカ構造は、良くぞこんなメカニズムを考えたもんだと思える程に複雑な構造をして居ましたが、ステッピングモーター制御の内部構造はモーター直結の簡単な構造です！！。

[@user-kg8ip3sy3e]

非常に分かりやすくありがとうございました

[@user-td3qy8ry1s]

ちょうど自動車のiscvで悩んでるとこだった 点検方法がわかりました！ありがとうございます！！

[@Kasahito_Morosame]

本やweb上の文章や図でなんとなく解ったつもりでいたものが、イチケンさんの動画を見ることでさらに深く理解できていく感覚が楽しい

[@mottimochio]

丁度ステッピングモータを発明しようとしていたので助かりました。 いつもありがとうございます。

[@ghc00466]

ステッピングモーターはもっと単純な物と思っておりました。すごく為になりました。ありがとうございます。

[@icchy.]

メッチャわかり易くてグッドです👍

[@thor.o]

私には１ミリも分からない世界の話なんですが　イチケンさんの声が心地よくて聞いてます

[@wingpapa1946]

全部分からないけどいつもながら明解な解説です。

[@shayakawa946]

知りたかった事を知る事が出来て良かったです。ありがとうございました。

[@user-th5ez3ti7r]

3種 電気主任技術者の 理論科目の 教材みたいな 動画ですね！ 分かりやすく 素晴らしいです！

[@ZygmuntKiliszewski]

Hai, Yes!

[@ness.VTuberFan]

ネジザウルスで軸を回そうとするなんて･･･あまりにも鬼畜な行いで好き。

[@user-hf9yo2ly2t]

やっぱりあれ、ネジザウルスですよね。私の見間違いかと思ってました。

[@extphas]

計算式すぐ出せるイチケンさんカッコいい

[@user-bu8jg5ez8u]

三角定規だから暗記している。（工学でよく使う）

[@kiku9644]

若いころに精密機械関連の仕事をしていましたが、一重要な位置決め部分に、サーボを使うと静止時微振動が問題になるということでステッピングモーターを使うとのことでした（伝動系にボールスクリューを介在してます）。マイクロ制御をするとスムーズな動きができそうな気がしますが、いくらPID制御を駆使しても、移動=>位置決め時の振動についてはサーボの方が優位にあるような気がしましたので、今更ながら自問自答するところです。大変わかりやすい解説で分かりやすかったです、ありがとうございました。

[@user-wu2jb6hq7o]

イチケンさんやっぱすげえや 大学の授業で全然理解できなかった内容がスルスル頭に入ってくる

[@katayaking]

サーボとステッピングモーターの違いがわからなかったんで助かります😂

[@itiou-rei]

皆さんの投稿拝見しておりましたら❗大体分かった様な気になりました❗有り難うございます

[@katsuyukihisatomi7097]

昭和の時代ですがマイクロマウスを走らすのにステッピングモーターを使いました、当時はアキバで安く買えました。 パルスを与える事で比較的単純な方法（開ループ）で動かす事が出来るし左右の車輪を上手く制御すれば戦車の様に その場で旋回させる事も出来るけど、止まっている時に最大トルクが出る⇒常に電流が流れる⇒電池がスグにへばる！ Ni-Cd電池があっという間になくなってしまい常に急速充電してたので電池がしょっちゅう泡吹いてました・・・

[@kei1kato549]

マイクロマウスコンテスト参加したかったです。当時まだ学年も時間もお金も足りなくて。

[@katsuyukihisatomi7097]

@@kei1kato549 日本武道館のすぐ横にある科学技術館という所でやっていました、学校がすぐそばだったので歩いて参加しました。

[@yaichiro8633]

先日扇風機の可変首振りの動きが悪くなり劣化したステッピングモーターをDIYで交換しました。ステッピングモーターがどんなものかよく分からず、型番で検索してヒットしたものを購入して交換したので、タイムリーな内容でした。

[@1969kim1969011]

35年くらい前から、ステッピングモーターにエンコーダ付きが出てロボット制御の誤動作を検出できる様になったのを覚えてます。 サーボモーターは高負荷な個所で使ってました。 エンコーダーには１ヶ所に3個の遮光センサーセンサー（粗位置、精密位置、オーバラン）を使って制御してましたね。

[@mirolabo]

はー・・・なるほど・・・ 知りたかった中身、よく分かりました。ありがとうございます！

[@vistiel_arch]

ステッピングモーターでスロットゲームを作ろうと思ったことがありますが 制御がめっちゃ難しくて挫折しました。あらためて解説を見るとまた再チャレンジしたくなりますね

[@pin5861]

そうそう、 スロットマシン造って解説願いたいですね。

[@slash7280]

勉強になりました!!

[@ieymtrg]

うわ～～この動画もう１年早く見たかった！！！ 去年，ステッピングモーターにどれだけ悩まされたことか・・・

[@junichi0218]

電験で出そうなので勉強になりました

[@jamesloc9928]

なるほど、これに矢をはなつときに使うソレノイドのタイミングを制御する回路をつければ、年末ジャンボの当選番号が完全に任意の番号にできるのがわかりました！ ありがとうございました！

[@SZR1112]

正直全然興味ないし、何に使ってるモーターかも知らなかったのに、 イチケンさんが解説してると不思議とめちゃくちゃ面白く見れちゃう!

[@ZygmuntKiliszewski]

このため、いちけん氏が考察・解説する演出を見て分析する価値はある。彼は献身的な人であり、インターネット ユーザーのコミュニティとの良好なコミュニケーションの才能もあります。よろしく！ Kono tame, ichi ken-shi ga kōsatsu kaisetsu suru enshutsu o mite bunseki suru kachi wa aru. Kare wa kenshin-tekina hitodeari, intānetto yūzā no komyuniti to no ryōkōna komyunikēshon no sainō mo arimasu. Yoroshiku!

[@user-so9nw9kc3p]

マイクロステップだから最近の３Dプリンタは音が静かなのですね チョッパー回路無敵と思ってました マイクロステップですと脱調も防げるしスピードもアップするのですね 勉強になりました

[@gfcp9asndf]

最近車の後付けのメーターに使われることが多いのですが カクカクしてしまうのにメーターに使うの？と思ってましたが 解説で納得しました。

[@NAKAMURADIGIKO]

私の部屋の隅にあるPC-98とMZ-6500のFDDヘッド位置決め用にステッピングモータが使用されていました。 1パルスで1トラック分移動するのでしょうね。なので結構なトラック数を移動すると大きな音がします。

[@kashiwa3764]

フィードバック式のステッピングモーターとACサーボモーターの内部構造と特徴についても解説して欲しいです！

[@user-lapustube13]

バイクのフューエルインジェクションにおいて、アイドリング域 (スロットル全閉) での微小な空気量を調整するのにステッピングモーターとボールねじが使われています。 カメラのオートフォーカスをイメージしていただけると分かりやすいかと思いますけど、調整する用途というのは「行き過ぎたと思ったところで少し戻る」という動作になるので、オープンループ制御で問題無いんですよね。

[@user-ex8kr8df1e]

3Dっぽい絵が解りやすいです🤣🤣🤣

[@3DCAD_Designschool]

とても分かりやすい解説ありがとうございます。マイクロステップは電流制御で中途半端な位置に磁力バランスで止めているのですね。とすると電流の値の安定性が狂うと停止角度もくるうのでしょうか。。。

[@user-bg9xk3df4t]

カメラのレンズでカリカリと小気味よい音が鳴ってるのはこれか 動画撮る人は音が映像に入るらしいけど自分は静止画しか撮らないからSTM好きだな

[@ho-jq9lv]

電験３種等の勉強に良い教材ですね

[@GM-aniki]

まじで出題されてて笑う

[@user-bu8jg5ez8u]

@@GM-aniki 出てるんか～いww

[@hal007]

ステッピングモータは何となくわかっていましたが、構造・駆動方法について良くわかりました。特にマイクロステップについてはスムーズに回転させる方法がある程度しか知りませんでした。 でも、初期位置の検出と脱調の関係で位置検知が必須ですね。 ちなみに脱調をした時の「キューン」的な音は何故するのでしょうか？

[@mekabugohan4373]

わかりやすいーい！ 軸から見た図しか見たことなかったからN極とS極がすごく細かかったからこんなの作れるの？って思ってたんだけどなるほどねー

[@smcpentax]

ありがとうございます！

[@naruhitoyoshino6248]

電動機をまとめていただいてから、パワー半導体について語ってほしいです！

[@mhiro7058]

以前作っておられた三相同期モーターの制御基板（VVF)の作り方を詳しくお願いします。

[@user-vg5in2pf5x]

電動機械の部品や電機の事等は解らないんだけども、動画観てると解った気になってしまうｗ

[@user-lc2cp5gl2c]

すげー ステッピングモーターとか低トルクの早く動いて直ぐ止まる精度があまり出ないが制御しやすい安価なモーターやと思ってた…

[@user-io9lg2vz3l]

AppleIIのフロッピィディスクはステッピングモーターとソフトウェアで回転させていた。だからシフトから自由に媒体上の記録状態を変えられた。 だから無限にコピープロテクトのパターンを作ることができた

[@Klyress]

もしよければサーボモーターの解説も見たいです

[@sin10209]

カメラレンズとかでもステッピングモーターつかってますね。 重めのレンズはDCモーターなのは、なるほどステッピングモーターはトルクが比較的小さいからなの、なるほどと思いました。

[@kuruma-lab]

ほんとに賢い方の説明って無知な私でもおぼろげだけどなんとなく動作する仕組みについては理解できるのがすごいなぁと思っていつも拝見してます。 本物ってこういう方の事なんだろなぁ。

[@user-kj7xo4ei1b]

コギングが問題にならない負荷と速度で使う限りステッピングモーターの方が安くて制御が楽でいいですね。

[@ZygmuntKiliszewski]

Hello, based on a stepper motor, NEMA 23 standard, I constructed a new generation Brushless Hybrid Fast - Rotation Motor No. 4 (BLHF-RM). The eight magnetic poles of the armature meet the criteria of its basic division (the so-called golden section - sectio aurea). It is a four-phase, four-step motor. It works perfectly when powered by a frequency converter and a base controller of its own design.

[@ZygmuntKiliszewski]

Thank you for like. いいねありがとうございます Ī ne arigatōgozaimasu.

[@Nis-vl6xg]

自分は使い方だけ覚えてればいいや。と思ってたけど、興味深く見せて貰いました。 11分頃に「反対側に廻ったりはしないのかな？」と思ったりしましたが、そうか電流値はいきなり変わるのでは無く両相とも徐々に変わっていくから反対方向には廻らないのか！と納得出来ました。

[@user-hf9yo2ly2t]

三相ならぬ「二相交流」で駆動してるからですね。

[@yuki_0120]

あ、それでか。 動画の話だと、逆回転しないのか疑問だった。

[@hideji1263]

マシニングセンタ、ＮＣ旋盤ともにサーボモータが主役ですが、梱包機は部分的にステッピングモータが使われてるような気がします。

[@manadayoashida4486]

非常にわかりやすかったです。身振りが外人ぽい。

[@user-cn1fq7wx9v]

ステッピングモーターの動作原理は非常に理解しやすいご説明でした。ありがとうございます。しかしモータ^カタログを見ていると1-2相とか2相とかの表現があります。制御だけでなくモーター本体の違いがいまいち理解できていません。無知で申し訳ありませんが構造の違いを何かの機会で補足希望します

[@Kyomesuke]

オリエンタルモーターのステッピングモーターにはお世話になったなぁ（けれど学生にはかなり高いモーターだった）

[@user-re7ym7jj7g]

EVのパワー半導体について知りたい！

[@msi1192]

適材適所に尽きるのでしょうが、それを最後に見極めるのが技術者の腕の見せ所なんでしょうね。 ゆっくりでも高精度で位置だしたければサーボ、精度よりもサクッと10001回転してそっと止めてすぐ10002逆回転してそこでブレーキ(固定)したければステップしかないですよね。

[@teppih]

懐かしい、保持の電流設定忘れてワークが止まらないってよくやったなあ

[@suprifadri8365]

Terimakasih atas ilmunya❤

[@user-bz5yq7kk7k]

超音波モーターもやって欲しいです！

[@youtuberannie115]

サーボモーターは航空機のラダーに使われてますね！

[@masa7863]

小型フライス盤のX/Y/Zをステッピングモーター駆動にしてCNC機にしました。本当はサーボモーターのほうが良かったんですが、なにせサーボモーターはドライバー込で高いです。ステッピングモーターは、安価なドライバーも多数販売されてて、お財布にやさしいです。

[@300bnori9]

サーボモーターが多いです。ラジコン用のサーボをよく使うので、。 ステッピングモーターは壊れたプリンターから外して遊んでいました。同じモーター同士を直接結線して１個のステッピングモーターを手で回すと、もう一個のモーターも連動して回ります。電源不要のため発電量の大きいモーターを使います。Trの簡単な増幅回路でリニアに回すことも出来ますね。制御回路が無いので初心者には分かりやすいと思います。 ステッピングモーターをロータリーエンコーダとしても使えます。 マイクロステップは面白いですね。トルクや効率等デメリットはないのでしょうか？気になりました。

[@kenkouyasai]

ものすごく解りやすく解説して頂き ありがとうございました。 勉強になります。 英語でパルスモーターと言っても通じ ないのでしょうか？ サーボがFANUCでは無く安川電機の 理由が何となく解る気がします。 昔、NC、MCの工作機械を購入し、 制御がFANUC製なら故障したサーボを 交換の為に新規のサーボを購入する場合 は故障したサーボを返却しないとダメだ ったので技術漏洩防止に厳格な会社なん だと思いました。 でも安川電機制御の交換時は返却なしで 購入できたので、安川製をチョイスした のかな？と思いました。 間違ってたらすみません。

[@deepnews2929]

13:50 ここのブリッジ回路を制御しているのが、パワートランジスターなんですね、なるほど、そうかと思った瞬間に笑ってくれている。回路愛がすばらしい。

[@user-bu8jg5ez8u]

Tシャツを見てみい。 MOS-FET

[@user-wx6tq8sm5t]

マイクロステップの説明わかり易すぎる

[@kotetu7610]

パチスロの時速4キロで回ってるリールが、なぜ毎回慣性でずれずに止めれるかがよく分かった。 磁力で止めてたんですね。

[@user-rb2mm8ht7i]

ドライバ（A4988やTMC2209等）の違いによる挙動や音などの違いのレビューしていただけると嬉しいです。

[@24jpqwe69]

わかりやすくて、大変勉強になりました。ところで、ステッピングモーターの仕様書などを見ると、ステップ角は記載が有るのですが、小歯の数など説明がなくて、『なぜ5相でステップ角が0.72°(マイクロステップ入れる前)になるのか・・・』という疑問をいだいてました。ちなみに小歯の数は100（Nが50、Sが50）が多いのでしょうか？

[@gallygally5235]

パワー半導体を希望します！

[@kita__t]

小歯磁界、軸から見たらそーなるんですね！！谷間のせいかな。 磁気の合成計算式を書くくだりは博士っぽくって良いですｗ

[@MsSky009]

超音波モーターも説明して欲しいです。

[@ojisan460]

他の方もコメントしてますが、回転方向をどのように制御してるのか知りたいです。 磁石が等間隔に配置されてるなら、意図した方向と逆に回転し始めてもおかしくないように思えるのですが、、、

[@user-dp7by1mw6l]

タイミング良すぎる

[@user-ht9en5hr7g]

謝謝

[@dentiimoLABO]

これでキャパシタの音鳴きとステッピングモータの励磁音で音楽が鳴らせますね‼️

[@HashimotoHobbyCh]

なぜサーボモーターがあるのにステッピングモーターが使われるのだろう？と不思議に思っていましたが、 なるほど、サーボを使うのはオーバースペックなんて時にちょうど良いのですね。

[@ABC1123th]

カメラレンズのAFでステッピングモーターにお世話になっています。

[@user-eq7bz2kc2s]

イチケンさんのコンテンツ、とても参考になります。普段とは違う、サブウーファー付きの PA環境で動画を再生してみると、低域の不要ノイズが全編に録音されており、とても聴き辛いコンテンツになっています。 特に気づいたのは 3:46ぐらいからでしょうか？まるで貧乏ゆすりのノイズの様です。編集時に LCF処理するか、録音時にノイズ対策するか、折角の良コンテンツなので、ノイズ対策に配慮していただけると嬉しいです。

[@doragon0325jp]

11:48 　回転子は時計方向に回転しようか反時計回りに回転しようか迷うんじゃないですか？

[@ferixarchray1604]

小型化してミニ四駆とかに使ったらどうなるんだろう?

[@BAKABOMBER]

ドローンも分解解説してほしいな。

[@kakkun61]

ステッピングモーターはシンプルだから小型にもなるんですかね

[@smileface6183]

今のモータは磁石に鉄心がかぶせてあるのか。私が分解したモータは2mm厚の磁石を鉄心でサンドイッチした構造だった。

[@MikuHatsune-np4dj]

360/100=3.6 で AB 二相あるから矩形波の場合 3.6/2=1.8 度刻みで回転出来るということでしょうか。あとマイクロステップにすると矩形波と比べて同じ回転数でもトルクは落ちるということでしょうか。おっしゃる通り脱調が心配ですね。

[@hoshi0929]

3Dプリンターを使うときにステッピングモーターから独特な音がする理由がわかりました