ACサーボとDCサーボ：主な違い

ACサーボモーターとDCサーボモーター、似ているようで大きな違いがあります。お使いの機器やロボットに最適なモーターを選ぼうとしている方、あるいはこれらのモーターがどのようにして滑らかな動きを実現しているのかに興味がある方は、ぜひご覧ください！この記事では、ACサーボモーターとDCサーボモーターの違いをわかりやすく説明します。

サーボモーターとは何か？

A サーボモーターは、位置、速度、トルクを本当に正確に制御する必要がある場合に使用される特殊なタイプのモーターです。ロボットアームが正確な場所に移動する必要がある場合を考えてみよう。ACであれDCであれ、サーボモーターが頻繁に輝くのはそのような場合です。

サーボモーターの魔法は、そのクローズド・ループ・システムにある。つまり、位置や速度に関するフィードバックを得ることができる。通常、エンコーダまたはタコメーターがこのフィードバックをコントローラに提供します。このフィードバックにより、サーボ・システムは、モーターが指示された通りに動作していることを確認するために、迅速な調整を行うことができます。サーボモータは、モータ本体、フィードバック装置、コントローラまたはサーボドライブで構成されます。この構成により、モーション・コントロール・タスクで高い制御精度を達成することができます。それは、角度位置や直線位置を正確に制御することです。

では、DCサーボモーターとは何なのか？

さて、次にズームインしてみよう。 DCサーボモーター.その名の通り、直流（DC）で動くモーターです。多くのDCサーボモータは、ステータ（固定部）に永久磁石を使用し、アーマチュア（回転部）に巻線を使用しています。

DCサーボモーターの "DC "は、直流電流を使用していることを示している。一般的なタイプはブラシ付きDCサーボモーターである。このDCモーターは、ブラシと整流子システムを使ってローター（回転する部品）に電力を供給します。DCサーボモーターは、優れた速度制御とトルクを必要とする作業に最適です。精密制御用に設計されたサーボ・システムの一部であれば、小型のDCモーターでもDCサーボ・モーターになります。DCモーターのシンプルさは、時として大きなプラスになることがあります。

ACサーボモーターはDCモーターとどう違うのか？

さて、話をACサーボモーターに変えよう。これは交流（ACパワー）で動作する。インダクション・モーターのような単純なACモーターとは異なり、ACサーボ・モーターは、我々が説明したような精密な制御のために作られているが、多くの場合、より強力である。

ACサーボモータの設計のほとんどはブラシレスである。これは、多くのDCサーボモーターとの大きな違いである。同期ACモータのようなACモータをACサーボモータとして使用することができる。ACサーボモータのステータには巻線があり、ロータには通常永久磁石がある。コントローラーがステーターに回転磁界を発生させ、ローターを回転させる。この設計が、ACサーボモーターに優れたトルクと効率を与えるのに役立っている。

ブラシの話をしよう：DCサーボモーターでブラシが重要な理由

ブラシ付きDCモーター（多くのDCサーボモーターユニットがそうである）では、ブラシが回転する電機子に電流を届けます。この小さなカーボンのかけらであるブラシ・セットは、整流子と呼ばれる部品とこすれ合います。この整流子とブラシのシステムは非常に重要です。

ブラシがあるということは、消耗があるということだ。時間が経てば、ブラシは必ず摩耗します。これはメンテナンスを意味する。DCサーボモーターのブラシを点検し、交換しなければなりません。そうしないと、DCモーターがうまく動かなくなったり、まったく動かなくなったりする可能性がある。ブラシと整流子によって行われるこの機械的整流は、ブラシ付きDCサーボモーターの重要な特徴である。多くのDCサーボ・モーターは、このシンプルでありながら摩耗しやすいブラシ・システムに依存しています。

ACサーボモーターはなぜブラシレスが主流なのか？それは大きな掘り出し物ですか？

ACサーボモーターでは「ブラシレス」という言葉をよく耳にすると思うが、これはかなり大きな意味を持っている。ブラシレスにするということは、消耗する物理的なブラシがないということです。これは大きな利点のひとつだ。ACサーボモーターは通常、機械式整流子とブラシの代わりに電子整流を使用します。これは、コントローラーがモーターコイルの電流切り替えを処理することを意味する。

ACサーボモーターのこのブラシレス設計は、メンテナンスの大幅な軽減につながる。また、ACモーターはより高速で効率的に動作することができる。摩擦による熱もあまり問題になりません。このような理由から、最近のACサーボモータの設計の多くはブラシレスになっている。このブラシレスの性質は、特に要求の厳しいオートメーション作業において、ACサーボの信頼性に貢献している。ACサーボ・モーターと（ブラシ付き）DCサーボ・システムは、ここでかなり異なる。

ACサーボモーターとDCサーボモーターの性能上の主な違いは？

モーターを選ぶときは、性能が重要です。ここで重要なのは、ACサーボモーターとDCサーボモーターのタイプの違いです。ACサーボモータは、高速でより高いトルクを提供する傾向がある。また、ローターの慣性が小さいため、一般的に加速性が優れています。このため、ACサーボモータは急速な始動と停止を必要とする作業に最適です。

DCサーボモーター、特にブラシ付きDCサーボモーターは、低速で優れたトルクを発揮することができる。しかし、ブラシ式は最高速度と加速度が制限されることがある。速度制御はどちらも優れているが、その方法が異なる。ACサーボモータとDCサーボモータの違いは、過負荷の扱い方にも現れ、ACサーボモータの方が過負荷をうまく扱えることが多い。ACサーボモータとDCサーボモータのこれらの違いを考慮することは、適切なアクチュエータを選択するのに役立ちます。

BLDCモーター（ブラシレスDC）はこの絵にどのようにフィットするのか？

BLDCモーターについて耳にすることがあるかもしれない。ブラシレスDCモーター.これは混同しているように聞こえる！BLDCモーターは、多くの場合、確かにブラシレスDCサーボモーターです。直流電源（多くの場合、コントローラによって調整される直流電圧源）で動作するが、ACサーボモータのように電子整流を使用する。そのため、BLDCモーターには磨耗するブラシがない。

BLDCのようなブラシレスDCサーボは、ローターに永久磁石を使用することが多い。BLDCモータのコントローラは、電子整流を処理する必要があるため、単純なブラシ付きDCモータよりも複雑です。これらのブラシレスDCモーターは優れたトルクと効率を提供するため、BLDCはロボット工学を含む多くのモーション・コントロール・アプリケーションによく使用されています。

私のプロジェクトでDCサーボモータよりACサーボモータを選ぶのはどんな場合か？

大型の産業用オートメーション・マシンには、ACサーボ・モーターがよく使われます。ACサーボモーターは一般的にブラシレスなので、メンテナンスが非常に少なく、常時稼動するシステムには最適です。ACサーボ・モーターは、より広い速度範囲で高トルクを発揮することができるのも大きな利点です。

もし私の用途が非常にダイナミックな性能、つまり素早い加速や素早い反転を必要とするなら、ACサーボモーターの低慣性ローターは真のチャンピオンです。ACサーボモーターは、CNC機械や複雑なロボット工学のような要求の厳しい作業に使用される。大規模なセットアップでは、ACサーボとDCシステムの組み合わせが存在するかもしれないが、原動機ではACサーボが力仕事を処理することが多い。AC電源入力は、産業環境でも容易に利用できる。ACサーボモーターは通常、より複雑なコントローラーを持つが、性能は通常、それを保証する。

DCサーボモーターはいつ選ぶのが良いのか？その利点とは？

しかし、DCサーボモーターをあてにしないでほしい！DCサーボモーターがちょうどいい場合もあります。バッテリーで動作するプロジェクトであれば、直流電力を使用するDCサーボモーターは自然な選択です。より小型の機械や、低速で非常にスムーズなモーションコントロールが必要な用途では、DCサーボモーター、特にブラシ付きDCサーボが優れています。その主な利点の1つは、特にブラシ付きDCモーターの場合、シンプルであることです。

ブラシ付きDCサーボモータのコントローラは、ACサーボモータやBLDCモータよりもシンプルで安価です。このため、DCサーボモーターは、精密な制御を必要とする、より単純なプロジェクトや予算が限られたプロジェクトに最適な選択肢となる。DCサーボモータは、ACサーボモータの最高回転数には及ばないかもしれませんが、多くのタスクにおいて、大きなトルクと位置制御を提供する能力は優れています。DCサーボモーターは、ブラシ付きDCタイプであればブラシに注意を払う必要がありますが、主力製品です。

制御機器におけるACサーボモーターとDCサーボモーターには大きな違いがある？

そうですね、コントローラーやサーボシステム全体がかなり違ってきます。これは、ACサーボとDCタイプの違いを見る上で非常に重要な部分である。ACサーボモーターはブラシレスであるため、電子整流を処理し、回転磁界を作り出すために、より複雑なコントローラー（しばしばサーボドライブと呼ばれる）を必要とする。このコントローラーは、ステーター巻線への電流を正確に管理する。

ブラシ付きDCサーボモータは、整流がブラシと整流子によって機械的に行われるため、制御回路がよりシンプルになる。しかし、どちらのタイプもクローズド・ループ・システムを採用している。つまり、位置、速度、トルクを正確に制御するには、エンコーダや同様の装置からのフィードバックに頼ることになる。コントローラーは頭脳であり、モーター（DCサーボであれACサーボであれ）が確実に目標を達成するようにする。角度位置の制御であれ、直線位置の制御であれ、コントローラは重要な役割を果たします。ACサーボもDCサーボも、高い位置制御精度を目指しています。