サーボモーターはACかDCですか？

コンテンツは隠す サーボモーターとは？ サーボモーターは現在、技術分野で最も一般的に利用される要素の一つであり、低トルクの作業を正確に行い、多くの場合、ロボットセルや自動化、航空宇宙、医療機器に使用されます。これらのモーターは、オープンループまたはクローズドループでの位置、速度、加速度制御に最適です。しかし、ACとDCは単なる電圧の違い以上のものです。それは性能、効率、そしてその特性が最大限に発揮される使用例において、かなりソフトながら直接的な影響を与えています。

この投稿では、サーボモーターの電源についての謎を解き、AC/DCに関する曖昧さをいくつか解明し、特定の種類のサーボモーターを探す際に役立つ分かりやすいガイドラインを提供します。

これは基本的に、サーボモーターに関する議論で見られるAC対DCの議論と同じです。DCモーターは、バッテリーなどの外部ソースから供給されるDCまたは直流を入力として使用します。ACモーターは通常、電力網や特別に設計されたインバータから供給されるため、方向を交互に切り替える交流によって動作し、これにより構造と制御がよりシンプルになることが多いです。極性を絶えず変化させるACは、この前後への揺れに対処するためにコンデンサーやインダクターが必要な、さらに複雑な設計を必要とします。

サーボモーターの場合、電源には交流（AC）と直流（DC）の2種類があり、その性能特性に大きな影響を与えます。DCサーボモーターは、非常に高いトルク慣性比が必要な急速加速度を必要とするアプリケーションで最も一般的に使用されます。例えば、真空プロセスラインやポンプ研究者（ここに同じ画像を追加予定）。これは、彼らが低慣性を持ち、制御変化に迅速に従うため、高速で精密な動きを必要とする精密位置決めアプリケーションに最適な候補となるからです。しかし、速度が上がると、非常に低いトルク動作で電気的損失が発生するため、効率が若干低下することがあります。

ACサーボモーターは、非常に低い速度で高いトルクを発生させ、広い速度範囲で最大10:1まで対応します。これらのアプリケーションでは主にブラシレスDCモーターやステッピングモーターが使用されますが、このトピックの詳細な議論に入る前に、サーボモーターに関する基本的な知識を説明する必要があります。この特性により、彼らは特に回転部を持つ機械において、長期間にわたって高速範囲でも良好に動作することができます。さらに、ブラシ付きDCモーターにはブラシも付いており、これが多くの運転時間後に摩耗の原因となることがあります。その結果、ACタイプではよりクリスプで、メンテナンスが必要ない長期的な動作が得られる可能性があります。

これらは、電源としてのACまたはDCを選択する際に混乱を招く落とし穴です。私たちは、今こそ技術とメディアの境界がますます薄くなっていることに注意すべきです。現代のブラシレスDCモーターを搭載したデジタルAC設計のモーター制御システムが、ますます精密で効率的になっているにもかかわらず、一つのポイントは予想できます。結局のところ、最近では環境条件や既存の電力インフラストラクチャによって、特定のアプリケーションやシステムが要求することに従う傾向が以前よりも強まっています。

ACサーボモーターとDCサーボモーターのどちらを選ぶかという精密制御における選択は単純です――それぞれのモータータイプの能力を考慮する必要があります。例えば、DCサーボモーターはCNC機械のような位置精度が必要なアプリケーションに理想的です。なぜなら、それは一定のトルクとより速い応答を提供するからです。一方で、ACサーボモーターは、大規模な産業自動化（例：コンベアベルトや高速組立ライン）において優れた性能を発揮するとされています。これは、長距離での高速移動やより大きなストレス負荷を必要とする場合に、それらがより速く動け、かつ同等のDCブラシ付きユニットよりも重い負荷を簡単に扱えることを意味します。そして、前後に素早く往復することも可能です！

意思決定 - 29% （参考：環境） ACモーターは、非圧縮材料で密封されており、通常のベアリングでは対応できない高いおよび低い温度に耐えます（例えば、塵や湿気など）。同様に、携帯機器やシステム（バッテリー駆動が必要な那些）には、電源が直流（DC）を供給するため、DCモーターがより簡単かつ実用的です。

AC／DCの問題に対処するには、フルアプリケーション要件、最高速度の必要性、フィールド負荷サービス用の健全なスタートアップトルク、そして交流での許容速度と電力問題が必要です。DCモーターはここで特に優れています。モーターが迅速に起動して動作するために、高トルクが必要となる場合があり（トルク＝力×距離）、広い速度範囲でACが苦戦することがあります。同時に、ACシステムの方が効率を維持できる領域もあります。

現実的には、おそらくあなたはそれに対してシミュレーションやテストを繰り返し、ある方法が他の方法よりも優れていることがわかるまで行います。さらに、ハイブリッドサーボモーター技術と改善された制御アルゴリズムにより、ACシステムが速度に関してはDCのように動作しつつ、フィールド性能を失うことなく両者の利点を得られるようになりました。

結局のところ、それはACまたはDCがサーボモーターを駆動することですが、最終的にはモーター属性を適切に選択して特定の要件に適合させることです。それは統計的な議論のように聞こえるかもしれませんが、実際にはサーボモーターのパワーに関する誤解を解き、エンジニアが多くの産業分野で革新をもたらすさまざまなエンジニアリングの驚異においてより効果的にこの精密な制御を利用できるようにするものです。