[자동제어] Stepping motor (스텝핑 모터) 관련 정리 자료

소개글

Stepping motor는 입력 펄스에 대응하여 일정 각도씩 step상에 회전한다. 이 때문에 펄스 모터 혹은 스텝 모터라고도 불리며, 위치 결정 제어용에 사용되고 있다. 이 모터는 정해진 순서로 고정자 코일을 여자(자석을 자극)하면, 그때마다 일정 각도만큼 step회전하는 구조를 가진 모터이다. 지금까지 많은 종류가 개발되어 왔는데 현재는 VR(variable reluctance)형, PM(permanent magnet)형, HB(hybrid)형의 3종류가 주류가 되어 있다. Stepping motor는 구조적으로 다극의 동기모터라고 생각할 수 있다.

목차

1. Stepping motor란?

2. Stepping motor의 역사

3. Stepping motor의 분류 및 동작원리
㉠ 가변 릴럭턴스형(variable-reluctance type)
㉡ 영구자석형 stepping motor
㉢ 하이브리드 Stepping motor

4. Stepping motor의 특성

본문내용

▲특징

㉠ 제어회로
Stepping motor의 구동제어회로는 펄스신호를 각상 코일에 분배하는 논리분배회로와 코일에 여자전류를 공급하는 구동 스위칭 회로부로 되어 있다. 그 회로는 다른 서보 모터의 제어회로와 비교하면 상당히 간단하고 단순하다.

㉡ 디지털 기기와의 적합성
Stepping motor는 마이컴 등의 응용된 디지털 기기와의 조합이 극히 용이하고 회전각도, 속도 정․역회전, 기동․정지 등의 동작이 정확, 신속하게 행해지는 이점을 가지고 있다.

㉢ 위치결정제어
위치결정 제어에 DC 모터 등 서보 모터를 적용하는 경우, 어떤 각도 위치에 회전자를 유지시켜 두기 위해서는 끊임없이 정․역류를 보내는 브레이크 작용을 부여해 둘 필요가 있다. 그러나 Stepping motor에서는 여자를 유지하는 만큼 홀딩 토크를 얻을 수 있고, 퍼머넌트형과 하이브리드형 Stepping motor에서는 여자를 끊어버려도 디텐트(detent) 토크를 얻을 수 있으므로 정확한 위치결정제어가 가능하고 염가로 실행할 수 있는 이점이 있다.

㉣ 회전각도 오차
Stepping motor의 각도 오차는 통상, 기본, 스텝 각도의 5% 정도이지만, 입력 펄스 수가 늘어도 그 오차를 누적시킬 수가 없으므로 극히 고정밀도의 위치결정을 할 수 있다.

㉤ 저속․고 토크
Stepping motor는 같은 입력의 다른 모터와 비교해서 저속․고 토크 모터이다. 다른 서보 모터의사용 회전수는 1000rpm 이상인데, 1.8°의 Stepping motor를 1000펄스(1000pps)속도로 구동해도 300rpm이 되면, 지극히 저속으로 같은 입력의 모터에 비하여 큰 토크를 얻을 수가 있다.

㉥ 속도가변제어
Stepping motor의 회전 각도는 입력펄스 수에 비례하고, 회전속도는 입력 펄스의 주파수(pulse rate)에 비례하므로, 입력 펄스 주파수의 간단한 변환에 의해 회전속도를 큰 폭으로 가변제어할 수가 있다.

㉦ 고신뢰성
Stepping motor는 베어링 이외에는 브러시와 정류자(comutator)의 마찰 부분이 없고, 특별한 보수가 불필요하여 신뢰성이 높으며, 수명이 긴 모터이다.

㉧ 정속성
구동 토크가 모터의 회전위치에 의해 변화하고 여자함에 따라 토크 변동이 일어나므로 속도변동이 크다. 모토 토크와 관성에 의해 결정되는 고유진동수와 구동 펄스 주파수, 혹은 모터장치부 등의 고유진동수와의 사이에서 공진을 일으키며, 진동소음의 문제가 발생하기 쉽다는 결점이 있다.

-계속-

참고 자료

없음