DCモータ→ステッピングモータへの変更

Question

現状、30W程度のDCモータ(ギアード)をPWM制御（12V）で1～3,000rpmで使用しています。
高回転側は安定しているが、低回転側が負荷変動で不安定（回転むらが発生→停止）な状態になってしまいますので、リングロータ型の３相ステッピングモータへの交換を検討しています。（副産物として、低騒音,オープンループでの位置決めも魅力です。）
速度範囲上、マイクロステップ駆動が必要になりそうですが、設計上の注意点等ありましたら、ご教授頂けないでしょうか。
その他、対応策として良い提案がありましたらよろしくお願いします。
（実際には、さらに減速して最高速で0.5rpm程度で使用しています。また摩擦がかなり大きいので慣性の影響は少ないと思われます）

Answer

何を駆動しているのですか？
ステッピングＭは、そんなに広範な回転範囲では使用出来ませんよ。
それと低騒音、低振動ではありません。
それと回転は低速域でなめらかではありません。
それはステッピングＭは、角度制御回転制御であり、回転磁界で
ないからです。
もっと詳しい情報を記載して下さい。

＞球状の物
今は30ＷのＤＣモータを使用している様ですが、もっと大きい物に
変えてはいかがでしょうか。ブラシレスＤＣも400Ｗ程度まであります。
0.5ｒｐｍとのことですから、ギヤヘッド付がよいでしょう。
ステッピングＭは元々正確な位置制御用ですから、連続回転に向きません。
周辺回路も複雑になります。マイクロステップは外部変更なしで
ステップ数を変えられるので便利ですが、フルステップ時とトルクは
変わりませんから注意が必要です。騒音はＤＣＭより高いです。
磁気騒音を出します。
ま、一度試してみて下さい。そうすればあなたの技術は確実にＵＰ
するでしょう。さすればステッピングＭの適材適所も判るはずです。
私はステッピングＭでも可能と思います。ただ値段が他より高いです。
0～0.5ｒｐｍですからギヤヘッド付をお勧めします。
図面が無いとの事ですから、一度必要トルクを測定してみて下さい。
やりかたはご存知ですね、そう、紐とバネ秤です。
不必要に大きなＭを選んでもコスト高になるだけですから。
又、ギリギリのトルクのＭを選んではなりません。
負荷変動で不安定になったり、起動出来なかったりします。
夏と冬とでも変わります。２倍から３倍の余裕を持たせて下さい。
それからＤＣＭでもステッピングでもＡＣ入力タイプの方が
安定でより高回転まで使用できるのでお勧めです。
又問題が有ったら書き込んで下さい。

Answer

技術レベル、人脈、環境、時間等、制約が多く大変ですね。

こういうときのヘルプは、
　1. やはりメーカーの営業マンに相談するのが近道だと思います。
　2. しかし、それにも壁があるようでしたら、出入りの電気の外注さんに
　　　聞いてみるというのは、いかがでしょうか。

当たりハズレもあるかも知れませんが、百戦錬磨な人が多く、
PWM→ステップモータなどは既に実績があるかもしれません。

ご参考まで。

Answer

『知識不足のせいか、ステッピングモータのメーカー担当者となぜか
話がかみ合いませんので、こちらにヘルプを依頼させて頂きました。』
は、良く判りますが、
ステッピングモータのメーカー担当者（営業マン）を貴社に呼んで、
フェイス ＴＯ フェイスで、使用確認をした方が、簡単です。
この森は、ネットで距離感もあり、レスポンスも悪いです。

2～3社を併行して打合せをすれば、ステッピングモータのメーカー
の特色も判り、貴殿も3回聞けば、頭の隅に少しは記憶が残ると思います。

ノウハウ（Know-How）習得も良いのですが、ノウフー（Know-Who）
で、大げさに言えば貴殿のブレーン（Brain-Trust）を構築する事も
大切です。***は、誰々に聞くの様な。

Answer

結局、回転速度を変化させるのみの使用用途でしょうか？
それなら、低速域のトルク曲線で、低速のトルク確認と、
“摩擦がかなり大きいので”の記述があり、実機の抵抗トルク確認
が必要でしょう。
回転速度の変化率は、問題にならないのでしょうね？
また、停止位置は、問題でないのでしょうね？
ステッピングモータは、停止トルクがモータの磁力なので、結構低い
値です。これを見逃して、Failを発生させる事が多々あります。

できれば、使用方法等をステッピングモータのメーカーへ確認したり、
定期講習に参加したりして、進めて下さい。

DCモータからステッピングモータへの変更 - 低回転側の安定性向上と位置決めの魅力