ユニポーラ駆動とバイポーラ駆動の違いについて skysmotor.com
ユニポーラとバイポーラは、バイポーラステッピングモーターで一般的に使用される 2 つの駆動回路です。ユニポーラ駆動回路は、4 つのトランジスタを使用してステッピング モーターの 2 組の相を駆動し、モーターの固定子巻線構造には、センタータップ付きの2 組のコイルが含まれています （ACコイルのセンタータップがO、BDコイルのセンタータップがM）、モーター全体は合計 6 本の線で外界に接続されています。AC端子は同時に通電できません(BD端子も同様)。そうしないと、磁極上の 2 つのコイルが発生する磁束が打ち消し合い、コイルの銅損のみが発生します。実際には 2 相しかないため (AC 巻線は 1 相、BD 巻線は 1 相)、正しい用語は 2 相 6 線ステッピング モーターです。
バイポーラの駆動回路は 8 個のトランジスタを使用して 2 組の位相を駆動します。ステータ磁極のコイルはシングルコイル巻線となっており、コイルACとコイルBDの電流方向を切り替えることで磁極の正逆方向が切り替わります。ステッピングモーターの発展初期段階では、トランジスタ半導体部品のコストが影響を受けました。ユニポーラステッピングモーターは、制御回路に使用されるトランジスタの数が少ないため、一定の範囲で使用されてきました。しかし、1950 年代と 1960 年代の半導体材料の急速な発展により、トランジスタのコストが大幅に削減され、その性能上の利点によりバイポーラ ステッピング モーターの使用が劇的に増加しました。
巻き方にはユニポーラとバイポーラの2種類があり、線径が同じ場合、ユニポーラコイルの巻き数はN、抵抗値はR、バイポーラコイルの巻き数は2N、コイル抵抗値は2Rとなります。
定電圧駆動回路における低速時のユニポーラ駆動回路とバイポーラ駆動回路の動作効率の比較。電流とコイルの巻き数の積をアンペアターンといい、アンペアターンはトルクに比例し、速度が同じであれば出力パワーはアンペアターンに比例します。同様に、バイポーラ電流は V/2R です。
巻き数も2Nであり、積の結果はユニポーラと同じVN/Rとなります。入力定電圧駆動の場合、ユニポーラとバイポーラを比較すると、下表に示すように、バイポーラステッピングモータの電流はユニポーラステッピングモータの半分であり、低速時の効率はユニポーラの2倍です。
ユニポーラステッピングモーターの計算式:
アンペアターン: U1=V*N/R
入力パワー: W1=V²/R
効率: η=U1/W1=N/V
バイポーラステッピングモーターの計算式:
アンペアターン: U2=V*2N/2R=V*N/R
入力パワー: W2=（V/2R）²*2R=V²/2R
効率: η=U2/W2=2N/V
注: V は印加電圧、R はモーターのコイル抵抗、N はユニポーラの巻数です。
したがって、小型化または低速アプリケーションで大きなトルクが必要な場合は、バイポーラ モータおよびドライバーを使用する必要があります。高速アプリケーションでは、バイポーラモータの巻数が増えるためインダクタンスが大きくなり、逆起電力が大きくなり、高速電流が減少してトルクが低下しますので、ユニポーラ駆動の方が適しています。
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