응용 프로그램에 적합한 것은 무엇입니까? 속도, 가속도 및 가격 목표를 포함한 주요 결정 기준을 살펴 보겠습니다.

스테퍼 모터

스테퍼 모터는 영구 자석이있는 로터와 권선을 전달하는 고정식 고정자로 구성됩니다. 전류가 고정자 권선을 통과하는 경우, 회전의 자기장 분포와 상호 작용하는 자기 플럭스 분포를 생성하여 회전력을 적용합니다. 스테퍼 모터는 일반적으로 50 이상 매우 높은 극 카운트를 특징으로합니다. 스테퍼 모터 드라이버는 각 극을 순서대로 전원하여 로터가 일련의 증분 또는 단계로 회전합니다. 극 수가 매우 높기 때문에 움직임은 연속적인 것으로 보입니다.

이론적으로 기어 박스는 토크를 증가시키는 데 사용될 수 있지만, 이곳은 스테퍼 모터의 저속이 문제가되는 곳입니다. 10 : 1 기어 감속기를 1,200 rpm 스테퍼 모터에 추가하면 토크가 크기로 높아질 수 있지만 속도는 120 rpm으로 떨어집니다. 모터가 볼 스크류 액추에이터를 구동하는 데 사용되는 경우 응용 프로그램의 요구를 충족시키기에 충분한 속도를 제공하지 않을 것입니다.

스테퍼 모터는 일반적으로 NEMA 34보다 큰 프레임 크기로 제공되지 않으며 대부분의 응용 분야는 NEMA 17 또는 NEMA 23 모터 크기에 떨어집니다. 결과적으로 1,000 ~ 2,000 온스의 토크를 생성 할 수있는 스테퍼 모터를 찾는 것은 드문 일입니다.

스테퍼 모터에는 성능 제한이 있습니다. 스테퍼 모터를 스프링 질량 시스템으로 생각할 수 있습니다. 모터는 회전을 시작하고 하중을 움직이기 위해 마찰을 끊어야하며,이 시점에서 로터는 완전히 제어되지 않습니다. 결과적으로, 5 단계로 전진하라는 명령은 모터가 4 단계 또는 6 단계 만 돌릴 수 있습니다.

그러나 드라이브가 모터에 200 단계를 발전시키기 위해 모터를 명령하면 몇 단계 만 내내이 시점에서 몇 퍼센트의 오류를 나타냅니다. 모터는 하중 하에서 스프링 질량 시스템이기 때문에 혁명 당 25,000 ~ 50,000 카운트의 해상도로 스테퍼 모터를 지휘하지만, 전형적인 해상도는 혁명 당 2,000 ~ 6,000 카운트입니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 결의안에서는 200 단계 움직임조차도 어느 정도의 학위에 해당합니다.

인코더를 추가하면 시스템이 움직임을 정확하게 추적 할 수 있지만 모터의 기본 물리학을 극복 할 수는 없습니다. 개선 된 위치 정확도 및 해상도가 필요한 응용 분야에서 서보 모터는 더 나은 솔루션을 제공합니다.

서보 모터

스테퍼 모터와 마찬가지로 서보 모터에는 많은 구현이 있습니다. 영구 자석이있는 로터와 권선이있는 고정식 고정자가 포함 된 가장 일반적인 디자인을 고려해 봅시다. 여기서도 전류는 로터에 작용하여 토크를 개발하는 자기장 분포를 만듭니다. 그러나 서보 모터는 스테퍼 모터보다 극이 훨씬 낮습니다. 결과적으로 그들은 폐쇄 루프를 실행해야합니다.

폐 루프 작동을 통해 컨트롤러/드라이브는 부하가 특정 위치에 남아 있음을 명령 할 수 있으며 모터는이를 유지하기 위해 지속적으로 조정합니다. 따라서 서보 모터는 사실상의 보유 토크를 제공 할 수 있습니다. 그러나 제로 속도 토크 시나리오는 부하를 제어하고 명령 된 위치에 대한 진동을 방지하기 위해 모터가 올바르게 크기를 조정하는 것에 달려 있습니다.

서보 모터는 일반적으로 희귀 지구 자석을 사용하는 반면 스테퍼 모터는 저렴한 기존 자석을 더 자주 사용합니다. 희귀 원리 자석은 더 작은 패키지에서 더 높은 토크를 개발할 수 있습니다. 서보 모터는 또한 전반적인 물리적 크기로 인해 토크 이점을 얻습니다. 서보 모터 직경은 일반적으로 NEMA 17에서 최대 220mm까지 다양합니다. 이러한 결합 된 요인의 결과로 서보 모터는 최대 250 피트 파운드의 토크를 제공 할 수 있습니다.

속도와 토크의 조합으로 서보 모터는 스테퍼 모터보다 더 나은 가속도를 제공 할 수 있습니다. 또한 폐쇄 루프 작동의 결과로 개선 된 포지셔닝 정확도를 제공합니다.

최종 생각

서보 모터는 부인할 수없는 성능 이점을 제공합니다. 그러나 반복성 측면에서 스테퍼 모터는 경쟁이 치열할 수 있습니다. 이 시점은 스테퍼 모터스에 대한 일반적인 오해를 불러 일으 킵니다. 앞에서 논의한 바와 같이, 스테퍼 모터의 질량 스프링 특성으로 인해 몇 가지 단계가 손실 될 수 있습니다. 그러나 드라이브는 스테퍼가 각도 위치로 이동하도록 명령하기 때문에 손실 된 단계는 회전에서 회전으로 이어지지 않습니다. 회전으로 회전하면 스테퍼 모터가 반복 가능합니다. 향후 블로그 게시물 에서이 주제에 대한 자세한 토론을 찾으십시오.

위의 논의는 스테퍼 축과 서보 축 사이의 최종 주요 차별화를 제공합니다. 스테퍼 모터는 일반적으로 피드백이 필요하지 않으며 저렴한 자석을 사용하며 기어 박스를 거의 통합하지 않습니다. 폴 카운트가 높고 토크를 유지하는 능력으로 인해 제로 속도로 더 적은 전력을 소비합니다. 결과적으로, 스테퍼 모터는 비슷한 서보 모터보다 최대 크기의 저렴할 수 있습니다.

요약하면, 스테퍼 모터는 저속, 낮은 가속 및 낮은 정확도 요구 사항을 갖는 응용 분야를위한 좋은 솔루션입니다. 스테퍼 모터는 또한 작고 저렴한 경향이 있습니다. 이를 통해 이러한 모터는 의료, 생명 공학, 보안 및 방어 및 반도체 제조 응용 프로그램에 적합합니다. 서보 모터는 고속, 높은 가속도 및 높은 정확도가 필요한 시스템에 더 나은 선택입니다. 트레이드 오프는 더 높은 비용과 복잡성입니다. 서보 모터는 일반적으로 포장, 변환, 웹 처리 및 유사한 응용 프로그램에 사용됩니다.

신청서가 용서되었지만 예산이 없으면 스테퍼 모터를 고려하십시오. 성능이 가장 중요한 측면이라면 서보 모터가 작업을 수행하지만 더 많은 비용을 지불 할 준비를하십시오.