I. コアモーターの選択
負荷解析
- 慣性マッチング：負荷慣性JLはモータ慣性JMの3倍以下である必要があります。高精度システム（例：ロボット工学）では、振動を避けるため、JL/JM<5:1としてください。
- トルク要件:連続トルク:定格トルクの 80% 以下 (過熱を防止)。ピーク トルク:加速/減速フェーズをカバーします (例: 定格トルクの 3 倍)。
- 速度範囲: 定格速度は、実際の最大速度を 20%～30% のマージンで超える必要があります (例: 3000 RPM → ≤2400 RPM)。
モーターの種類
- 永久磁石同期モーター (PMSM): 高い電力密度 (誘導モーターより 30%～50% 高い) を備えた主流の選択肢であり、ロボット工学に最適です。
- 誘導サーボモーター: 耐高温性と低コストを備え、重負荷用途(クレーンなど)に適しています。
エンコーダとフィードバック
- 解像度: ほとんどのタスクでは 17 ビット (131,072 PPR)。ナノメートル レベルの位置決めには 23 ビット (8,388,608 PPR) が必要です。
- タイプ: 絶対 (電源オフ時の位置メモリ)、増分 (ホーミングが必要)、または磁気 (干渉防止)。
環境適応性
- 保護等級: 屋外/埃っぽい環境向け IP65+ (AGV モーターなど)。
- 温度範囲: 工業グレード: -20°C ～ +60°C、特殊グレード: -40°C ～ +85°C。
II. ドライブ選択の基本
モーターの互換性
- 電流マッチング: ドライブ定格電流 ≥ モーター定格電流 (例: 10A モーター → ≥12A ドライブ)。
- 電圧互換性: DC バス電圧を一致させる必要があります (例: 400V AC → ~700V DC バス)。
- 電源冗長性: 駆動電力はモーター電力を 20%～30% 超える必要があります (一時的な過負荷の場合)。
制御モード
- モード: 位置/速度/トルク モード。多軸同期には電子ギア/カムが必要です。
- プロトコル: EtherCAT (低遅延)、Profinet (産業グレード)。
ダイナミックパフォーマンス
- 帯域幅: 電流ループ帯域幅 ≥ 1 kHz (高動的タスクの場合は ≥ 3 kHz)。
- 過負荷能力: 定格トルクの 150%～300% を維持 (例: パレタイジング ロボット)。
保護機能
- ブレーキ抵抗器: 頻繁な始動/停止や高慣性負荷 (エレベーターなど) に必要です。
- EMC 設計: 産業用ノイズ耐性のための統合フィルター/シールド。
III. 協調最適化
慣性調整
- ギアボックスを使用して慣性比を低減します (例: 遊星ギアボックス 10:1 → 慣性比 0.3)。
- ダイレクトドライブ（DDモーター）により機械的誤差を排除し超高精度を実現。
特別なシナリオ
- 垂直負荷: ブレーキ付きモーター (例: エレベーター牽引) + 駆動ブレーキ信号同期 (例: SON 信号)。
- 高精度: クロスカップリング アルゴリズム (<5 μm の誤差) と摩擦補正。
IV. 選考ワークフロー
- 要件: 負荷トルク、ピーク速度、位置決め精度、通信プロトコルを定義します。
- シミュレーション: 過負荷時の動的応答 (MATLAB/Simulink) と熱安定性を検証します。
- テスト: PID パラメータを調整し、堅牢性チェックのためにノイズを挿入します。
要約：サーボの選択では、負荷ダイナミクス、性能、環境耐性を優先します。ZONCNサーボモーターとドライブキットを使用すれば、トルク、ピーク回転数、精度のみを考慮するだけで、2回の選択の手間を省くことができます。
投稿日時: 2025年11月18日
