山洋電気ステッピングモーター 103H7126-0740 103H71260740 1O3H7126-O74O 在庫あり DC3A

三洋電機 103H7126-0740 | SANMOTION F2 2相ハイブリッドステッピングモーター — 1.27Nm、1.8°、56mmフレーム、3Aユニポーラ、24V、リード線

概要

この三洋電機 103H7126-0740は、SANMOTION F2シリーズの2相ハイブリッドステッピングモーターで、24V DC電源で3A/相で1.27Nmの保持トルクを発生します。1.8°のステップ角は、1回転あたり200の離散的な位置を提供します。エンコーダーなしで、標準的なステッピングモータードライバーを介してオープンループで駆動され、クローズドループサーボシステムと比較してコストと複雑さが大幅に削減され、正確で再現性の高い位置決めが可能です。

56×56mmの角フランジと75.8mmの長さを持つこのモーターは、バランスの取れたミッドレンジステッピングモーターです。1.27Nmの保持トルクは、精密位置決めステージ、リニアアクチュエーター駆動、コンベアインデックスシステム、小型CNCマシンなどの一般的な負荷を処理するのに十分な能力があり、0.98kgというコンパクトさで、これらのアプリケーションで一般的に課されるスペースの制約にも適合します。NEMA 23相当のフットプリントは、産業オートメーションで最も広く標準化された機械的インターフェースの1つであり、103H7126-0740はカスタム取り付けハードウェアなしで、このフレームクラス用に設計された機械に適合します。

ユニポーラ6線構成は、この特定のバリアントを定義する電気的特性です。ユニポーラドライバーは、バイポーラHブリッジドライバーよりも回路設計が単純です。モーターの中心タップ巻き線により、バイポーラ駆動に必要なフルブリッジスイッチングなしで、各半巻き線に交互に電流を流すことができます。このモーターと一緒にドライバーを指定するシステム設計者にとって、ユニポーラオプションはドライバーの複雑さとコストを削減します。既存のユニポーラドライバーインフラストラクチャを持つシステムでは、103H7126-0740は変更なしで直接適合します。

主な仕様

1.8° ステップ角 — 200 ステップ、オープンループ精度

1.8° のステップ角は、このフレームサイズの2相ハイブリッドステッピングモーターの標準です。各電気ステップでローターは正確に1.8°前進し、機械的な1回転あたり200ステップを生成します。エンコーダーなしで、モーターは機械的公差内で各ステップコマンドを忠実に実行し、ステップを数えることによってのみ開始参照から位置を累積します。

このオープンループ機能は、適切なアプリケーション範囲においてステッピングモーターがサーボモーターよりも経済的である理由です。サーボモーターには、エンコーダー、クローズドループフィードバック処理を備えたサーボドライバー、および関連する配線とパラメータ設定が必要です。ステッピングモーターには、ステップを数えるドライバーが必要です。これは、負荷が予測可能で、ステップ損失のリスクが低く、±1.8°（マイクロステッピングでさらに良い）の位置決め精度が仕様を満たすアプリケーションでは、ハードウェアとソフトウェアの複雑さが単純に少なくなります。

フルステップ1.8°よりも細かい位置決め分解能を必要とするアプリケーションでは、互換性のあるドライバーで利用可能なマイクロステッピングは、各ステップをより小さな角度インクリメントに電子的に細分化します。このモータークラスで一般的なマイクロステッピング比率は、1/2ステップ（0.9°）、1/4ステップ（0.45°）、1/8ステップ（0.225°）、および最も細かい設定で最大1/256ステップです。より高いマイクロステッピング比率は、位置決め分解能を向上させ、低速トルプルを低減しますが、フルステップ動作と比較してマイクロステップあたりのトルクが低下するというコストがかかります。103H7126-0740のローター慣性0.36×10⁻⁴ kg・m²は、中速でマイクロステップコマンドをスムーズに追従するのに十分低いです。

1.27 Nm 保持トルク — 静的および動的な文脈

1.27 Nm の保持トルクは、巻き線が励磁され、ローターがステップ位置で静止しているときにモーターがシャフトの回転に抵抗するために発生する力です。これは、ローターが意図せずステップする前にモーターが保持できる最大トルクであり、モーターが静止しているときに機械的負荷が作用する際の抵抗です。

動作中、利用可能なトルクは保持トルクよりも低く、速度が増加するにつれてさらに低下します。ハイブリッドステッピングモーターのトルク速度曲線は、ゼロ速度での保持トルク値から、低速での緩やかな低下を経て、高速度での急激な低下へと減少します。これは、巻き線インダクタンスが各ステップ内の電流上昇時間を制限するためです。1相あたりの0.9Ωの抵抗とこのモーターのインダクタンス特性がその曲線の形状を決定します。24V供給と3A定格電流では、モーターは24Vドライバーで動作速度範囲全体で有用なトルクを提供しますが、より高い供給電圧（定電流ドライバーを介して）は、高速トルク能力をさらに拡張します。

負荷サイジングの場合、必要な作業トルク（摩擦、加速中の慣性、およびモーターに反対する静的負荷を考慮）は、十分な安全マージンを確保して、動作速度での利用可能なトルクよりも小さくなければなりません。三洋電機は、ステッピングシステムに対して、変動する負荷条件でのステップ抜けに対する信頼性の高いマージンを提供するために、作業速度での利用可能なトルクの50%以下で動作することを推奨しています。

ユニポーラ6線構成 — 回路の単純さとドライバーの互換性

103H7126-0740は、モーター本体から6本のリード線が出ています。各相巻き線は中心タップされており、各相端子に2本の線、各相に1つの中心タップがあります。ユニポーラ動作では、ドライバーは、中心タップが電源に接続されている間に、各相巻き線の上部と下部を交互に励磁することにより、各半巻き線に順番に電流を切り替えます。バイポーラ全巻き線動作に必要なHブリッジ回路は不要です。ユニポーラスイッチング回路は、トランジスタまたはMOSFETのより単純な配置です。

実際の結果：ユニポーラドライバー回路は、バイポーラHブリッジドライバーよりも安価で設計が容易です。カスタム設計のドライバーハードウェアを使用するアプリケーションや、ドライバーレベルでコストが優先されるアプリケーションでは、ユニポーラモーター構成はドライバーのBOMを削減します。既製のステッピングドライバーモジュールを使用するアプリケーションでは、多くの標準的な産業用ステッピングドライバーが、多くの場合ハードウェア変更ではなく配線構成を介して、ユニポーラとバイポーラの両方の動作をサポートしています。

6線リード線接続は、コネクタハウジングなしで、むき出しのリード線としてモーター本体から直接出ています。設置には、直接のはんだ接続、圧着端子、またはアプリケーションの配線規格に適したコネクタの取り付けが必要です。これは、機械の組み立て中に一度だけ接続が行われ、リード線がケーブル管理を介してドライバーにルーティングされる産業機器におけるこのモータークラスの標準的な接続アプローチです。

56×56mmフレーム — 機械的文脈におけるSANMOTION F2

56×56mmの角フランジは、このクラスのステッピングモーターの世界的に標準化された機械的インターフェースです。北米機器で広く使用されているNEMA 23取り付け規格と同等であり、世界中の産業オートメーションで広く採用されています。ボルトサークル、レジスターボス、シャフト径は、この規格と一致しており、103H7126-0740は、シャフト径（6.35mm）と長さ（約20mm）が機械のカプラー要件と一致する場合、他のメーカーのNEMA 23相当のモーターの直接的な物理的代替品となります。

75.8mmのボディ長は、56mmフレームクラスのフルデプスモーターです。同じシリーズのより短いスタック長バリアント（通常は定格トルクが低い場合のボディ長が45～55mm）よりも長く、それに応じてトルクが高くなります。75.8mmの奥行きは、特に元のモーターがより短いスタックバリアントであった場合のレトロフィットにおいて、注文前に機械のモーターキャビティで確認する必要があります。

IP40保護等級は、1mmを超える固形物から保護され、触れることができないため、精密位置決め機器が動作するクリーンから軽度に汚染された環境に適しています。密閉された機械キャビネット、ラボオートメーション、半導体ハンドリング、電子機器製造などです。ほこりや液体の暴露が多いアプリケーションでは、モーター本体の周りに追加の保護エンクロージャーが必要です。

SANMOTION F2 — 三洋電機の2相ハイブリッドシリーズ

SANMOTION F2という名称は、103H7126-0740を三洋電機の精密ハイブリッドステッピングモーターの範囲内に位置づけています。ハイブリッド構造（PMステッパーの永久磁石と可変リラクタンスモーターの歯付きローターを組み合わせたもの）は、このトルクと速度クラスにおける精密オープンループ位置決めの主要な技術です。ハイブリッド設計は、体積あたりのトルクが高く、ステップ角精度が高く、以前のPMステッピングモーター設計よりもローター位置全体で保持トルクが一貫しています。

三洋電機は、CE、UL、TÜV認証を取得し、RoHS準拠のSANMOTION F2シリーズを製造しており、欧州、北米、アジア市場で販売される産業機器の規制要件をカバーしています。これらの認証は、電気的安全性（絶縁耐圧、絶縁抵抗）と、モーターの構造に適用される材料制限指令への準拠の両方を確認しています。

動作温度範囲は-10°C～+50°Cで、サーボモーターの仕様で一般的な0～40°Cの範囲よりも広くなっています。これは、ステッピングモーターのより単純な熱管理を反映しています。モーター本体内に電子フィードバックやエンコーダー回路がないため、103H7126-0740は、密閉されたフィードバックデバイスを制限する電子部品の損傷のリスクなしに、産業用温度範囲の下限に耐えます。

FAQ

Q1: 103H7126-0740はユニポーラではなくバイポーラモーターとして駆動できますか？

はい、配線変更で可能です。6線ユニポーラモーターは、適切なワイヤペアを使用し、中心タップリードをオープン（シリーズ）にするか、バイポーラ並列配線スキームに従って接続することにより、バイポーラシリーズまたはバイポーラ並列構成で配線できます。バイポーラシリーズ配線は、各巻き線の両方の半部をシリーズで使用し、低速でのトルクを増加させますが、高速性能は低下します。バイポーラ並列配線は、1相あたりの実効抵抗とインダクタンスを半分にし、高速トルクを向上させますが、倍増した電流を処理できるドライバーが必要です。モーターの定格電流3A/相はユニポーラ構成に適用されます。バイポーラ配線は、実効電流と電圧の要件を変更し、ドライバー仕様に対して再計算する必要があります。

Q2: 103H7126-0740には、どのドライバー電流と電圧を使用すべきですか？

定格電流は3A/相で、相抵抗は0.9Ωです。定電流チョッパードライバーを3A/相に設定するのが標準構成です。供給電圧は、ドライバーの電流調整が効果的に機能するように、モーターの抵抗降下（定格電流で1相あたり3A×0.9Ω=2.7V）よりも大幅に高くなければなりません。24V供給は定格電圧であり、中速での十分な電流上昇速度を提供します。より高い供給電圧（ドライバーの最大値まで）は、各ステップ期間内の電流上昇を速くすることで高速トルクを向上させますが、供給電圧に関係なく相電流を3Aに規制する定電流ドライバーが必要です。モーターを、規制されていない電流が3A/相を超える供給電圧で動作させると、過熱の原因となります。

Q3: 1.8°のステップ角は、モーターが常に±1.8°に正確に位置決めされることを意味しますか？

1.8°はコマンドされたステップインクリメントであり、保証された精度ではありません。ハイブリッドステッピングモーターは、1ステップあたり±3～±5%の典型的なステップ精度を持ち、累積しません。1.8°ステップの場合、これは約±0.054°～±0.09°/ステップであり、エラーは複数のステップにわたって累積しません（任意のステップでの位置エラーは、前のステップでのエラーとは独立しています）。フルステップ精度は、ほとんどの産業用位置決めアプリケーションで十分です。より高い角度精度を必要とするアプリケーション（半導体ハンドリング、光学機器の位置決め）では、マイクロステッピングと機械的なリードスクリューまたはベルト伝達ジオメトリが、作業面での実効的な位置不確かさをさらに低減します。

Q4: 103H7126-0740の最大動作速度は何ですか？

三洋電機は、SANMOTION F2シリーズの単一の最大速度値を公開していません。これは、その速度での利用可能なトルクが、ドライバー供給電圧と電流調整に依存するためです。一般的な参考として、このクラスの2相ハイブリッドモーターは、24Vユニポーラ動作で、トルクが多くの位置決めアプリケーションの負荷要件を下回る前に、通常約500～1000ステップ/秒（150～300 RPM）まで有用なトルクを提供します。より高い供給電圧の定電流ドライバーを使用すると、利用可能な速度は大幅に拡張されます。正しいアプローチは、実際のドライバー条件下でのモーターのトルク速度曲線をプロットし、50%の安全マージンを確保して、最大作業速度での利用可能なトルクが負荷トルク要件を超えることを確認することです。

Q5: 中古の103H7126-0740を評価する際に確認すべき主な故障モードは何ですか？

相間抵抗と相対地抵抗を測定します。各相ペア（全巻き線の端から端まで）は約1.8Ω（2×0.9Ω）であるべきです。中心タップから各端子までは約0.9Ωであるべきです。大幅な偏差は、巻き線の損傷または断線を示します。メガテスターを使用して、任意の巻き線端子とモーター本体間の絶縁抵抗を確認します。100MΩ未満の値は、絶縁劣化を示します。シャフトを手で回転させて、粗さや軸方向の遊びがないスムーズなベアリング動作を確認します。リード線がほつれたり、ワイヤがモーター本体から出るストレインリリーフポイントで損傷したりしていないことを確認します。このポイントでのワイヤの疲労は、サービス中のモーターで最も一般的な機械的故障です。