기사를 통해 스테퍼 모터에 대한 모든 것을 알 수 있습니다
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● 스테퍼 모터란 무엇입니까?
스테퍼 모터는 디지털 펄스를 기계 축의 회전으로 변환하는 브러시리스 동기식 DC 모터입니다. 다른 많은 표준 유형의 모터와 달리 스테퍼 모터는 전달되는 DC 전압이 차단될 때까지 여러 회전 동안 지속적으로 회전하지 않습니다. 여기에는 소위 "단계"라고 불리는 그룹으로 구성된 여러 개의 코일이 있습니다. 각 단계를 차례로 켜면 모터가 단계적으로 회전합니다.
스테퍼 모터는 전체 회전 동작을 여러 개의 동일한 단계로 나눕니다. 모터의 크기가 애플리케이션의 토크와 속도에 맞게 적절하다면 모터 위치를 제어하여 이러한 단계 중 하나로 이동하고 위치 센서의 피드백 없이 해당 위치를 유지할 수 있습니다.
게다가 스테퍼 모터는 디지털 입출력 장치입니다. 이는 제어 신호가 아날로그 전압 형태가 아닌 디지털 펄스 형태인 애플리케이션에 특히 적합합니다. 스테퍼 모터 드라이버로 전송된 디지털 펄스는 모터의 특정 이동 각도를 증가시킵니다. 디지털 펄스의 주파수가 증가함에 따라 스테핑 동작은 연속 회전이 됩니다.
컴퓨터로 제어되는 스테핑을 사용하면 매우 정확한 위치 지정 및/또는 속도 제어를 달성할 수 있습니다. 결과적으로 스테퍼 모터는 다양한 정밀 모션 제어 애플리케이션에 선택되는 모터가 되었습니다.
● 스테퍼 모터는 어떻게 작동합니까?
고정자 권선에 전류가 흐르면 고정자 권선은 벡터 자기장을 생성합니다. 이 자기장은 회전자 자기장의 방향이 고정자 자기장의 방향과 일치하도록 회전자가 특정 각도로 회전하도록 구동합니다. 고정자의 벡터 자기장이 각도만큼 회전할 때. 로터도 이 자기장에 대해 특정 각도로 회전합니다. 전기 펄스가 입력될 때마다 모터는 각도를 회전하며 한 단계 전진합니다. 출력 각변위는 입력 펄스 수에 비례하고, 회전 속도는 펄스 주파수에 비례합니다. 권선에 전원이 공급되고 모터가 방향을 바꾸는 순서를 변경하십시오. 따라서 스테퍼 모터의 회전은 모터의 각 위상 권선의 펄스 수, 주파수 및 통전 순서를 제어하여 제어할 수 있습니다.
일반적인 유형의 모터에는 철심과 권선 코일이 내부에 있습니다. 권선에는 저항이 있어 전기가 공급되면 손실이 발생합니다. 손실의 크기는 저항과 전류의 제곱에 비례합니다. 이것이 우리가 흔히 구리 손실이라고 부르는 것입니다. 전류가 표준 DC 또는 사인파가 아닌 경우 고조파 손실도 발생합니다. 철심에는 히스테리시스가 있습니다. 와전류 효과는 교류 자기장에서도 손실을 일으키며 그 크기는 재료, 전류, 주파수 및 전압과 관련됩니다. 이를 철 손실이라고 합니다.
구리와 철의 손실은 모두 열의 형태로 나타나 모터 효율에 영향을 미칩니다. 스테퍼 모터는 일반적으로 위치 정확도와 토크 출력을 추구하며 효율성이 상대적으로 낮습니다. 전류는 일반적으로 더 크고 고조파 함량이 더 높습니다. 전류 교번 주파수도 회전 속도의 변화에 따라 변경됩니다. 따라서 스테퍼 모터가 평소보다 더 뜨거워지는 것이 일반적입니다.
모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하고, 스테퍼 모터는 전기 펄스 신호를 각변위 또는 선형 변위로 변환하는 개방 루프 제어 요소입니다. 과부하가 없는 조건에서 모터의 속도와 정지 위치는 펄스 신호의 주파수와 펄스 수에만 의존하며 부하 변화에 영향을 받지 않습니다. 즉, 모터에 펄스 신호를 가하면 모터는 Step각만큼 회전하게 됩니다. 이러한 선형 관계의 존재는 주기적인 오류만 있고 누적 오류가 없는 스테퍼 모터의 특성과 결합됩니다. 스테퍼 모터를 사용하여 속도, 위치 및 기타 제어 영역을 제어하는 것이 매우 간단해졌습니다.
● 스테퍼 모터 크기
스테퍼 모터는 'Nema 17' 또는 'Nema 23'과 같이 프레임 크기에 따라 분류됩니다. 이런 일이 어떻게 발생하는지, 무엇을 의미하는지 궁금하신가요? 미국전기제조협회(American Electrical Manufacturer Association)는 스테퍼 모터를 포함한 많은 전기 제품에 대한 표준을 설정합니다. 일반적으로 "Nema 17"은 모터 장착 표면이 1.7인치 평방임을 의미합니다. 따라서 Nema 23 스테퍼 모터의 크기는 2.3인치 정사각형입니다. 또는 아래와 같이 57mm입니다.
아래 사진에는 Nema 크기 06, 08, 11, 14, 17, 23, 24, 34 및 42 스테퍼 모터가 포함되어 있습니다. 크기 24는 약간 예외적입니다. 크기 24에 대한 공식적인 Nema 정의는 없습니다. 크기 23과 유사하게 장착되지만 약간 더 넓어(약 4mm) 더 큰 회전자와 고정자를 사용할 수 있으므로 약 30% 더 많은 토크.
기본적으로 제조업체는 제안된 표준에 동의합니다. 이를 통해 제조업체는 아무것도 재설계할 필요 없이 하나의 Nema 17 모터가 다른 Nema 17 마운트에 적합하다는 것을 미리 알고 있기 때문에 더 큰 설계 유연성을 제공합니다. 특히 모터 공급업체를 변경하기로 선택한 경우에는 더욱 그렇습니다.
● 스테퍼 모터 유형
STEPPERONLINE에서 판매하는 스테퍼 모터에는 다양한 유형이 있으며, 다양한 유형의 스테퍼 모터의 특성과 용도를 이해하면 어떤 유형이 귀하에게 가장 적합한지 결정하는 데 도움이 됩니다.
하이브리드 스테퍼 모터는 가변 릴럭턴스와 영구자석 모터를 결합한 것입니다. 고정자는 가변 자기 저항 스테퍼 모터처럼 전자기적으로 자극되고, 스테퍼 모터의 회전자는 영구 자석 스테퍼 모터처럼 축 방향으로 자화됩니다. 이 스테퍼 모터는 전기 펄스를 각변위로 변환하는 액추에이터입니다.
다른 두 가지 유형의 스테퍼 모터에 비해 하이브리드 스테퍼 모터는 더 작은 스텝 각도로 더 높은 토크를 제공하고 더 나은 동적 특성을 갖습니다. 과학 기술의 발전, 특히 영구 자석 재료, 반도체 기술 및 컴퓨터 기술의 발전으로 이러한 스테퍼 모터는 산업 자동화, 로봇 공학, 섬유 및 의료 산업에서 널리 사용되었습니다.
폐루프 스테퍼 모터는 폐루프 제어를 달성하기 위해 모터 끝에 인코더를 추가한 스테퍼 모터입니다. 스테퍼 모터의 폐쇄 루프 제어는 위치 피드백 및/또는 속도 피드백을 사용하여 회전자 위치에 적합한 위상 변화를 결정하는 서보 시스템으로, 이는 단계 손실 없이 스테퍼 모터의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
폐루프 스테퍼 모터는 이중 권선 구조를 채택하고 모터는 고정밀 리니어 엔코더를 사용합니다. 모터가 한 프레임 회전할 때마다 인코더는 펄스를 출력하므로 모터의 정확한 회전 위치를 얻을 수 있습니다. 반면 일반 스테퍼 모터는 하나만 가지고 있습니다. 권선 위치와 모터 회전 위치는 신뢰할 수 없습니다.
폐쇄 루프 스테퍼 모터는 기준 펄스 입력이 필요한 래치 제어를 채택합니다. 피드백 제어를 통해 제어 펄스를 동기화할 수 있습니다. 모터의 회전 위치는 일정하게 유지될 수 있지만 일반 스테퍼 모터는 개방 루프 제어를 채택하고 기준 펄스를 입력할 필요가 없습니다. 모터의 스텝 주파수와 방향만 제어하면 되며, 모터의 회전 위치는 제어할 수 없습니다.
일반 스테퍼 모터에 비해 폐쇄 루프 스테퍼 모터는 더 높은 동적 응답 능력을 가지며 작은 위치 오류로 정밀한 회전 위치 제어를 달성할 수 있습니다. 또한 정밀도가 높고 위치 정확도를 0.1도 이내로 제어할 수 있는 반면 일반 스테퍼 모터의 위치 정확도는 1도 이내로만 제어할 수 있어 작동 안정성이 낮고 위치 오류가 큽니다.
또한 폐쇄 루프 스테퍼 모터는 부하 용량이 더 크고 더 큰 부하를 견딜 수 있는 반면, 일반 스테퍼 모터는 부하 용량이 더 낮고 내구성이 떨어집니다.
통합 스테퍼 모터는 스테퍼 드라이브와 모터를 단일 장치에 결합합니다. 통합 스테퍼 모터는 별도의 모터 및 드라이브 구성 요소에 비해 배선을 줄이고 비용을 절감하는 공간 절약형 설계를 제공합니다. 포장 및 라벨링, 자동화된 테스트 및 측정, 자동화된 조립 및 생명 과학과 같은 응용 분야에 이상적입니다.
모터와 드라이브 장치 통합의 다른 이점으로는 구현 용이성, 배선 복잡성 감소, 시스템 설정 및 설계 속도 향상, 모터 드라이브 호환성 보장 등이 있습니다.
영구자석 모터는 회전자에 영구자석(PM)을 사용하고 회전자 자석과 고정자 전자석 사이의 인력 또는 척력으로 작동합니다. 영구 자석 스테퍼 모터의 회 전자는 영구 자석 강철로 만들어집니다. 스테퍼 모터의 고정자는 스탬핑 방식으로 발톱 모양의 치극으로 가공되며 회 전자는 방사형 다극 자화가 가능한 영구 자석 자기 강철을 채택합니다. 코일 전류의 방향에 의해 생성된 자기장은 회전자 자기장과 상호 배타적이므로 모터가 역회전하게 됩니다.
이 스테퍼 모터는 pm 스테퍼 모터라고도 알려져 있으며 전체 모터 고정자와 회전자의 축 방향이 두 부분으로 나뉘며 중간 부분은 자기 분리 조각으로 분리됩니다. 두 섹션은 스텝 각도로 서로 분리되어 있으며 각각은 고정자, 회전자 및 고정자에 슬리브로 감겨 있는 링 권선으로 구성됩니다. pm 스테퍼 모터는 주로 컴퓨터 주변기기, 사진 시스템, 광전자 조합 장치, 밸브 제어, 원자로, 은행 터미널, CNC 공작 기계, 자동 권취기, 전자 시계 및 의료 장비 등에 사용됩니다.
가변 릴럭턴스 스테퍼 모터는 자기 릴럭턴스의 원리를 이용해 작동하는 전기 모터의 일종입니다. 이 모터는 철제 회전자와 여러 개의 고정자 권선으로 구성됩니다. 권선은 특정 순서로 자화되어 로터가 개별 단계로 이동하게 됩니다.
가변 릴럭턴스 스테퍼 모터는 낮은 속도에서 높은 스텝 속도와 우수한 토크를 제공합니다. 그러나 더 빠른 속도에서는 공명 문제로 인해 성능이 덜 만족스러울 수 있습니다.
가변 릴럭턴스 스테퍼 모터는 견고하고 신뢰할 수 있는 것으로 간주되므로 모터가 열악한 조건에 노출될 수 있는 환경에 적합합니다.
가변 릴럭턴스 스테퍼 모터의 주요 단점 중 하나는 다른 유형의 스테퍼 모터보다 소음이 더 심한 경향이 있다는 것입니다. 이는 로터의 감쇠가 제대로 이루어지지 않아 기계적 진동 수준이 높아지기 때문입니다.
선형 스테퍼 모터는 기존 회전식 스테퍼 모터와 설계 및 작동 원리가 다른 특수한 유형의 스테퍼 모터입니다. 선형 스테퍼 모터는 기존 스테퍼 모터가 달성하는 회전 운동이 아닌 선형 운동을 통해 선형 변위를 달성하는 선형 모터입니다. 선형 스테퍼 모터의 구조는 일반적으로 고정 고정자와 이동식 슬라이더로 구성됩니다. 고정자 내부에는 코일이 장착되어 있으며 슬라이더에는 영구 자석이 장착되어 있습니다. 고정자 코일에 전류가 흐르면 자기장이 생성됩니다. 슬라이더의 영구 자석과 고정자의 자기장 사이의 상호 작용은 인력 또는 반발력을 생성하여 슬라이더가 고정 축에서 선형으로 이동하게 합니다. 선형 스테퍼 모터를 제어하는 것은 기존 스테퍼 모터와 유사합니다. 전류의 방향과 크기를 제어함으로써 슬라이더의 위치와 속도를 제어할 수 있습니다. 각 스테퍼 모터의 펄스 신호는 슬라이더를 고정된 간격으로 이동시켜 정확한 선형 변위를 달성할 수 있습니다.
리니어 스테퍼 모터에는 외부 드라이브, 관통 샤프트, 고정 샤프트라는 세 가지 일반적인 유형이 있습니다. 특정 애플리케이션의 주요 지표에 따라 선택할 수 있습니다. 선형 스테퍼 모터는 고정밀도, 백래시 제로 전송, 빠른 응답 등의 장점을 갖고 있어 고성능 선형 모션 제어가 필요한 애플리케이션에 선호됩니다.
● 단극성과 양극성
스테퍼 모터는 전기 펄스를 통해 회전 각도를 제어하는 모터입니다. 바이폴라 스테퍼 모터와 유니폴라 스테퍼 모터는 스테퍼 모터의 두 가지 일반적인 유형입니다. 그들 사이의 주요 차이점은 제어 방법입니다. 바이폴라 스테퍼 모터는 회전자의 방향을 변경하기 위해 전류를 역전시켜야 하므로 방향을 제어하려면 4개의 전극이 필요하며 각 전극에는 두 가지 상태(ON/OFF)가 있습니다.
단극 스테퍼 모터는 회전자의 회전을 제어하기 위해 두 개의 전극만 필요하며 모터는 전류의 방향을 변경하여 회전합니다. 따라서 바이폴라 스테퍼 모터와 비교하여 유니폴라 스테퍼 모터는 동일한 모션 제어를 달성하기 위해 2개의 전극만 필요합니다. 그러나 유니폴라 스테퍼 모터는 제어 회로에 유니폴라 드라이버를 추가해야 하므로 회로 복잡성이 약간 더 높습니다.
바이폴라 스테퍼 모터와 유니폴라 스테퍼 모터는 각각 고유한 장점과 단점이 있으며 특정 애플리케이션 시나리오에 따라 적절한 모터를 선택할 수 있습니다.
바이폴라 스테퍼 모터는 토크가 크고, 속도가 빠르고, 정밀도가 높으며, 제어가 간단한 장점이 있어 고속, 고정밀 제어가 요구되는 상황에 많이 사용된다. 유니폴라 스테퍼 모터의 토크와 정밀도는 바이폴라 스테퍼 모터의 토크와 정밀도와 비교됩니다. 모터가 더 나쁘고 느려집니다. 또한 유니폴라 스테퍼 모터에 사용되는 드라이버는 비용이 많이 들고 옵션도 적습니다.
● 스테퍼 모터, 드라이버 및 전원 공급 장치를 선택하는 방법은 무엇입니까?
스테퍼 모터는 움직임을 제어해야 할 때 좋은 선택입니다. 회전 각도, 속도, 위치 및 동기화 제어가 필요한 시나리오에서 사용할 수 있습니다.
따라서 스테퍼 모터를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다.
1. 모터는 부하에 어떻게 연결되나요?
모터와 부하 사이의 커플링 유형을 결정한 후 샤프트 길이, 직경 및 샤프트 유형을 기준으로 스테퍼 모터를 선택할 수 있습니다. 현재 STEPPERONLINE 표준 스테퍼 모터에는 다양한 샤프트 길이, 샤프트 직경 및 샤프트 유형이 있으며 모터 샤프트에 대한 다양한 맞춤형 서비스를 제공할 수 있습니다.2. 화물이 이동하거나 가속하려면 얼마나 빨리 움직여야 하나요?
올바른 모터를 선택할 때는 속도와 부하 간의 균형을 고려해야 합니다. 빠른 움직임이 필요한 일부 장비의 경우 고속 모터를 선택할 수 있지만 부하가 더 큰 경우 토크가 더 큰 모터를 선택해야 합니다. 따라서 모터를 선택할 때에는 실제 필요에 따라 속도와 부하의 균형을 고려하여 이동속도와 부하를 모두 만족시킬 수 있는 모터를 선택해야 합니다. 다음은 무부하 조건에서 각 사이즈 모터의 최대 속도와 권장 속도입니다.
| 로드 속도 없음 | |||
| 모터 유형 | 치수(mm) | 최대. 속도(rpm) | 권장 작업속도(rpm) |
| 개방형 루프 모터 | Nema 6(14x14) | 1000 | 100-600 |
| Nema 8(20x20) | 1000 | 100-600 | |
| Nema 11(28x28) | 1000 | 100-600 | |
| Nema 14(35x35) | 1000 | 100-600 | |
| Nema 16(40x40) | 1000 | 100-500 | |
| Nema 17(42x42) | 1000 | 100-500 | |
| Nema 23(57x57) | 1000 | 100-500 | |
| Nema 24(60x60) | 1000 | 100-500 | |
| Nema 34(86x86) | 1000 | 100-400 | |
| Nema 42(110x110) | 500 | 100-300 | |
| 폐쇄 루프 모터 | Nema 8(20x20) | 2000 | 100-1500 |
| Nema 11(28x28) | 2000 | 100-1500 | |
| Nema 14(35x35) | 2000 | 100-1000 | |
| Nema 17(42x42) | 2000 | 100-1000 | |
| Nema 23(57x57) | 1500 | 100-1000 | |
| Nema 24(60x60) | 1500 | 100-1000 | |
| Nema 34(86x86) | 1500 | 100-1000 | |
또한 모터 곡선 다이어그램을 기반으로 모터가 부하 속도 요구 사항을 충족하는지 확인할 수도 있습니다.
3. 부하를 이동하려면 어느 정도의 토크가 필요합니까?
대부분의 모터에는 토크 등급이 있습니다. 이는 모터가 원하는 작업을 수행할 수 있는 힘을 가지고 있는지 결정하기 위해 살펴봐야 할 사항입니다. 스테퍼 모터의 유지 토크는 기존 모터의 "파워"와 유사합니다. 그러나 스테퍼 모터의 물리적 구조는 AC 및 DC 모터와 완전히 다르며 모터의 출력 전력은 속도, 전류 및 입력 전압에 따라 달라집니다.
일반적으로 필요한 토크가 0.8N.m 미만인 경우 Nema 8(20x20mm), Nema 11(28x28mm), Nema 14(35x35mm), Nema 16(39x39mm), Nema 17(42x42mm)을 선택합니다. 토크가 약 1N.m이면 Nema 23 스테퍼 모터를 선택하십시오. 토크가 수 N.m 이상인 경우에는 Nema 34, Nema 42 등의 사양을 갖춘 스테퍼 모터를 선택해야 합니다.
4. 부하 위치를 지정할 때 어느 정도의 정확도가 필요합니까?
스텝이 작을수록 스테퍼 모터의 정확도가 높아집니다. 이는 하나의 혁명이 더 조심스럽고 더 많은 단계로 나누어 오류의 여지가 적기 때문입니다. 예를 들어 각도가 0.9°인 스테퍼 모터는 각도가 1.8°인 스테퍼 모터보다 더 높은 정확도를 제공합니다.
일반적인 오해는 하프 스텝으로 작동하는 1.8° 모터가 풀 스텝으로 작동하는 0.9° 스테퍼 모터와 동일한 정확도를 달성한다는 것입니다. 또 다른 오해는 0.9° 스테퍼 모터를 사용할 때 토크가 손실된다는 것입니다. 이러한 가정은 잘못된 것이며 기계 설계 기능을 이해하면 그 이유를 설명할 수 있습니다.
일반적으로 0.9° 스테퍼 모터는 고속 및 고정밀 애플리케이션에 가장 적합합니다. 반대로, 1.8° 스테퍼 모터는 더 높은 토크를 제공하지만 정확도는 더 낮습니다. 또한 특허 받은 12극 설계를 갖춘 0.9° 스테퍼 모터도 사용할 수 있습니다. 이러한 고급 모터는 0.9° 및 1.8° 모터의 기능을 결합하여 높은 정확도와 더 높은 토크를 제공합니다.
스테퍼 모터를 최대한 활용하려면 적절한 드라이버를 사용해야 합니다. 드라이버를 선택할 때 염두에 두어야 할 세 가지 주요 요소는 전압, 전류, 마이크로스테핑 및 위상 수입니다. 각각은 모터 성능에 중요한 역할을 합니다. 이러한 매개변수를 고려하지 않으면 성능 저하, 소음 증가 또는 모터 과열 및 고장이 발생하여 생산 시간이 손실되고 유지 관리 비용이 증가할 수 있습니다.
1. 정격 전압
모터의 최대 정격 전압을 초과하거나 더 높은 공급 전압으로 작동하면 모터가 오작동할 수 있습니다. 이러한 이유로 스테퍼 모터 드라이버를 선택할 때 제품 설명이나 토크 곡선에서 모터의 최대 정격 전압 또는 일반적인 정격 전압을 알아야 합니다. 스테퍼 모터는 일반적으로 AC(120V 또는 240V) 또는 저전압 DC(예: 24V, 36V 또는 48V)에서 작동하는 드라이버에 의해 구동됩니다. 24VDC 정격 모터와 같이 고전압에서 모터를 지정된 것보다 높은 전압에서 구동하면 모터가 빠르게 과열됩니다. 반대로 너무 낮은 전압에서 작동하는 모터(예: 24VDC에서 작동하는 고전압 모터)는 더 적은 전력을 생산하며 부하가 감소하지 않으면 모터가 정지할 수 있습니다.
2. 현재 평점
애플리케이션에 적합한 다양한 전압에서 시스템을 테스트할 수 있도록 드라이버가 넓은 전류 범위에 적합한지 확인하세요. 전류 정격의 경우 연속 또는 유효 전류와 피크 전류 요구 사항을 모두 고려해야 합니다. 브러시형 및 브러시리스 DC 모터에서는 시동 및 정지 중에 역기전력이 존재하지 않으며 드라이버는 모터의 권선 저항만 볼 수 있습니다. 따라서 모터가 회전하기 전에 전류 서지가 발생하고 공급 전압과 반대되는 역기전력을 생성하여 전류 소비를 줄입니다. 애플리케이션에 정상 작동 중에 최대 1A의 연속 전류만 필요하더라도 시작 및 정지 시에는 2~3배 또는 그 이상의 연속 전류를 처리해야 할 수도 있습니다.
3. 마이크로스테핑
스테퍼 모터는 일반적으로 1.8°의 단계, 즉 회전당 200단계로 움직입니다. 작은 움직임이 필요한 경우 문제가 될 수 있습니다. 한 가지 옵션은 일종의 기어박스를 사용하는 것이지만 또 다른 옵션인 마이크로스테핑도 있습니다. 마이크로스테핑은 회전당 200개 이상의 단계를 가질 수 있으므로 움직임이 더 작다는 것을 의미합니다.
스테퍼 모터를 전체 단계로 작동할 때 스테퍼 모터 드라이버의 출력은 구형파 신호처럼 보이고 거친 움직임을 생성합니다. 마이크로스텝이 클수록 출력 신호가 사인파처럼 보이고 스테퍼 모터가 더 부드럽게 움직입니다. 그러나 이것에도 단점이 있습니다. 마이크로스텝 값이 증가할수록 토크는 급격하게 떨어지며, 값이 너무 크면 모터가 전혀 회전할 만큼 충분한 토크를 생성할 수 없습니다. 일반적으로 1/4, 1/8 또는 1/16을 사용하면 만족스러울 정도로 부드러운 움직임을 달성하면서도 충분한 토크를 생성할 수 있습니다.
4. 단계 수
스테퍼 모터 드라이버는 특정 수의 위상을 제어하는 데 사용됩니다. 일반적인 유니폴라 및 바이폴라 스테퍼 모터의 경우 2상 드라이브가 사용되지만 가변 릴럭턴스 모터는 3상 드라이브를 사용합니다. 드라이버를 선택하기 전에 모터의 상 번호를 확인하세요.
스테퍼 모터를 사용하는 경우 스테퍼 모터에 전원을 공급하려면 전원 공급 장치가 필요합니다. 올바른 전원 공급 장치를 사용하면 스테퍼 모터가 최적의 성능으로 작동할 수 있습니다. 대신 잘못된 전원 공급 장치를 사용하면 성능이 저하되거나 더 큰 에너지 낭비가 발생할 수 있습니다.
다음은 전원 공급 장치 선택에 대한 몇 가지 팁입니다.
| 모터 크기 | 구동 전압 |
| Nema 8 - Nema 17 | 12 - 24VDC |
| Nema 23, Nema 24 | 24 - 48VDC |
| Nema 34 | 48 - 100VDC/30 - 70VAC |
| Nema 42 - Nema 52 | 110 - 220VAC |
- 모터의 정격전류를 확인하세요. 모터 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.
- 구동 전압을 확인하세요. 구동 전압은 전원 공급 장치를 선택할 때 주요 요소입니다. 일반적으로 전압이 높을수록 성능이 향상됩니다.
아래 표는 스테퍼 모터에 권장되는 전압입니다. 애플리케이션에 따라 적절한 구동 전압을 선택할 수 있습니다.
전력 값을 계산합니다. 우리는 간단한 공식을 제공합니다:
P=n*I*V*1.2P: 전력 값
n: 스테퍼 모터 수
I: 모터 정격 전류
V: 구동 전압
1.2: 마진의 20%를 의미
예: 각각 정격 전류가 3A이고 구동 전압이 36V인 모터 3개 유닛의 추정 전력은 약 3*3A*36V*1.2=388.8W입니다. 따라서 36V 400W 전원 공급 장치를 선택할 수 있습니다
참고: 공식은 전력의 추정값일 뿐이며, 작동 조건에 따라 다른 전력이 필요합니다. 예를 들어, 3축 시스템에서는 3개의 모터가 모두 동시에 작동하지 않고, 3개의 모터가 모두 최대 부하로 작동하지 않는 경우 등이 있습니다. 이 조건에서 전력 값은 공식으로 계산된 값보다 낮을 수 있습니다.
● 스테퍼 모터의 장점과 단점
스테퍼 모터의 장점
- 내부 구조로 인해 스테퍼 모터에는 모터 위치를 감지하는 센서가 필요하지 않습니다. 모터는 "단계"로 움직이기 때문에 단순히 이러한 단계를 계산하여 특정 시점의 모터 위치를 결정할 수 있습니다.
- 스테퍼 모터는 제어하기도 매우 쉽습니다. 모터에는 드라이버가 필요하지만 제대로 작동하기 위해 복잡한 계산이나 설정이 필요하지 않습니다. 일반적으로 제어에 필요한 작업량이 다른 모터에 비해 적습니다. 마이크로스테핑 방법을 사용하면 최대 약 0.007°의 높은 위치 정확도를 얻을 수 있습니다.
- 스테퍼 모터는 낮은 속도에서 큰 토크를 제공하고 위치 유지가 뛰어나며 수명이 깁니다.
- 스테퍼 모터의 회전자는 질량이 크고 관성이 높습니다. 고속 작동 시 진동과 소음이 발생하기 쉬우며 이는 무브먼트의 안정성과 정확성에 영향을 미칩니다. 이는 스테퍼 모터의 주요 단점이며 이 효과를 완화하거나 제거하기 위한 조치를 취해야 합니다.
- 스테퍼 모터의 작동 원리는 단기 순간 펄스 제어를 통해 위치와 속도를 제어하는 것입니다. 장기간 작동하면 모터가 쉽게 가열되거나 심지어 소진될 수 있습니다. 장기간 연속 작동이 필요한 애플리케이션의 경우 스테퍼 모터가 최선의 선택이 아닐 수도 있습니다.
● 스테퍼 모터 사용 및 응용
스테퍼 모터의 특성으로 인해 다음과 같이 간단한 위치 제어와 위치 유지 기능이 필요한 다양한 응용 분야에 사용됩니다.
1. 3D 프린터
스테퍼 모터는 3D 프린터의 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 프린터 유형에 따라 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 스테퍼 모터는 x, y 및 z 축을 따라 압출기를 개별적으로 이동하거나 플랫폼을 구축하는 데 사용됩니다. 일반적으로 압출기 어셈블리에는 필라멘트를 압출기로 끌어당기는 스테퍼 모터가 장착되어 있습니다.
스테퍼 모터는 알려진 간격으로 이동한 다음 해당 위치를 유지할 수 있다는 점에서 독특합니다. 반복적으로 물체를 고정된 위치로 이동할 수 있기 때문에 로봇이나 프린터에 자주 사용됩니다.
스테퍼 모터는 다양한 크기로 제공됩니다. 3D 프린터에서 가장 일반적으로 사용되는 크기는 NEMA 14, NEMA 17, NEMA 23 및 NEMA 24입니다.
2. CNC 기계
스테퍼 모터는 서보 모터의 대체 선택이며 대부분의 CNC 기계 유형에 전원을 공급할 수 있습니다. CNC 애플리케이션은 사전 프로그래밍된 컴퓨터 소프트웨어가 공장 및 제조 환경에서 공작 기계의 작동과 물리적 움직임을 제어하는 광범위한 제조 공정을 포괄합니다.CNC 응용 분야의 스테퍼 모터는 서보 모터에 대한 보다 '경제적인' 대안으로 여겨지는 경우가 많지만 이는 구식 기술 지식을 기반으로 한 지나치게 단순화된 것이며 오늘날 항상 엄격하게 정확하지는 않습니다. 스테퍼 모터는 동일한 전력에 대해 서보 모터보다 저렴한 경향이 있지만 최신 버전도 똑같이 다용도로 사용할 수 있습니다. 결과적으로 스테퍼 모터는 공작 기계부터 데스크톱 컴퓨터 및 자동차에 이르기까지 더 광범위한 기계 및 시스템에 더 광범위하게 적용됩니다.
CNC 스테퍼 모터는 인코더가 필요하지 않다는 점에서 서보 모터에 비해 중요한 이점을 가지고 있습니다. 서보 모터는 본질적으로 스테퍼 모터보다 이해하고 작동하기가 더 어렵습니다. 부분적으로는 신뢰할 수 있는 서보 모터의 다른 많은 구성 요소보다 오류가 발생하기 쉬운 인코더가 포함되어 있기 때문입니다. 스테퍼 모터에는 인코더가 필요하지 않으므로 이론적으로 서보 모터보다 신뢰성이 더 높습니다.
또한 스테퍼 모터는 브러시리스(서보 모터와 달리)이므로 베어링 작동 상태가 양호하면 정기적으로 교체할 필요가 없습니다.
3. 카메라 렌즈
스테퍼 모터는 고급 카메라 기술의 다양한 응용 분야에 널리 사용됩니다. 렌즈 내의 자동 초점 및 조리개 설정과 같은 매우 정밀한 내부 구조를 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 스테퍼 모터는 보안 카메라 및 원격 모니터링 시스템의 하우징 및 외부 기계 구조에 적용됩니다.
특히 스테퍼 모터는 전기 카메라 슬라이더와 함께 카메라 포지셔닝 장치의 매우 원활한 작동을 가능하게 합니다. 이는 안전 장치로 캡처한 렌즈를 안정적으로 고정할 수 있어 시야 주변의 카메라의 물리적 움직임으로 인해 발생할 수 있는 이미지 왜곡 문제를 방지할 수 있음을 의미합니다. 스테퍼 모터는 정지 시 최대 토크, 모든 모션 입력에 대한 매우 정확하고 즉각적인 응답 시간, 사전 프로그래밍된 움직임의 일관된 반복성, 고정된 스텝 크기를 기반으로 한 간단한 개방 루프 제어 등 카메라 및 비디오 감시 포지셔닝 시스템에 여러 가지 매력적인 기능을 제공합니다. .
위 외에도 스테퍼 모터는 보안, 서비스 로봇, 프린터, 스캐너, 섬유 기계, 포장 기계, 컴팩트 디스크 드라이브 및 지능형 조명 등에 사용됩니다.