스테퍼 모터에 대한 인기 있는 질문들 몇 가지

1. 스테퍼 모터란 무엇인가요? 스테퍼 모터는 전기 펄스를 각도 이동으로 변환하는 액추에이터입니다. 간단히 말해서, 스테퍼 드라이버가 펄스 신호를 받으면 지정된 방향으로 스테퍼 모터를 고정된 각도(스텝각이라고 함)로 회전시킵니다. 펄스 수를 제어하여 각도 이동을 제어하고 정확한 위치 설정을 할 수 있습니다. 또한 펄스 주파수를 조정하여 모터의 속도와 가속도를 제어할 수 있습니다.

2. 스테퍼 모터의 종류는 무엇인가요? 스테퍼 모터는 세 가지 유형으로 분류됩니다: 영구자석형(PM), 가변항력형(VR), 그리고 하이브리드형(HB)입니다. 영구자석형 스테퍼 모터는 일반적으로 두 상을 가지고 있으며, 작은 토크와 크기를 가지고 있고, 7.5도 또는 15도의 스텝 각도를 갖습니다. 가변항력형 스테퍼 모터는 보통 세 상이며, 높은 토크 출력을 제공하지만 큰 소음과 진동을 발생시킵니다. 이들은 1980년대 이후 선진국에서는 대부분 사용되지 않습니다. 하이브리드 스테퍼 모터는 영구자석형과 가변항력형의 장점을 결합한 것으로, 두 상과 다섯 상의 변종이 있으며, 각각 1.8도와 0.72도의 스텝 각도를 가지고 있어 다양한 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

3. 홀딩 토크(Holding Torque)란 무엇인가? 홀딩 토크는 스테퍼 모터가 전원이 켜져 있지만 회전하지 않을 때 로터를 고정하는 토크를 의미합니다. 이는 스테퍼 모터의 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다. 일반적으로 스테퍼 모터의 홀딩 토크는 저속에서의 토크와 비슷합니다. 스테퍼 모터의 출력 토크는 속도가 증가함에 따라 감소하므로, 홀딩 토크는 스테퍼 모터 평가에서 중요한 매개변수로 작용합니다. 예를 들어, 사람들이 2 N·m 스테퍼 모터를 언급할 때 보통 이는 홀딩 토크가 2 N·m인 스테퍼 모터를 의미하며, 특별히 다른 내용이 명시되지 않는 한 이와 같습니다.

4. 디텍트 토크(Detent Torque)란 무엇인가? 디텍트 토크는 스테퍼 모터가 전원이 꺼진 상태에서 로터를 고정하는 토크를 말합니다. 중국에서는 디텍트 토크에 대한 표준화된 번역이 없어 오해가 발생할 수 있습니다. 디텍트 토크는 영구 자석 재질로 된 로터를 사용하지 않는 가변 주기(VR: Variable Reluctance) 스테퍼 모터에는 적용되지 않습니다.

5. 스테퍼 모터의 정확도는 얼마나 되며, 누적적인가요? 스테퍼 모터의 일반적인 정확도는 스텝 각도의 3-5% 내이며, 이 정확도는 누적적이지 않습니다.

6. 스테퍼 모터의 허용 가능한 외부 온도는 얼마인가요? 지나치게 높은 온도는 스테퍼 모터의 자석 재료를 탈자화시켜 토크가 감소하고 스텝이 손실될 수 있습니다. 따라서 스테퍼 모터의 최대 허용 외부 온도는 사용된 특정 자석 재료의 탈자화점에 따라 달라집니다. 일반적으로 자석 재료의 탈자화점은 섭씨 130도 이상이며, 일부는 섭씨 200도를 초과하므로 외부 온도가 섭씨 80-90도 정도라면 보통 정상으로 간주됩니다.

7. 스테퍼 모터의 토크는 왜 속도가 증가할수록 감소하는가? 스테퍼 모터가 회전할 때, 그 windings(코일)의 인덕턴스는 역 전기력(EMF)을 생성한다. 주파수(또는 속도)가 높아질수록 이 역 EMF도 더 커진다. 결과적으로, 모터의 상전류는 증가하는 주파수(속도)에 따라 감소하여 토크가 줄어든다.

8. 스테퍼 모터는 낮은 속도에서는 정상적으로 작동하지만, 더 높은 속도에서는 시작되지 않고 윙윙거리는 소리가 나는 이유는 무엇인가요? 스테퍼 모터에는 "무부하 기동 주파수"라는 기술적 매개변수가 있습니다. 이는 부하가 없는 상태에서 스테퍼 모터가 작동을 시작할 수 있는 펄스 주파수를 의미합니다. 만약 펄스 주파수가 이 값보다 높으면 모터가 작동하지 않거나 스텝을 잃거나 멈출 수 있습니다. 부하가 있는 상황에서는 기동 주파수가 더욱 낮아야 합니다. 고속 회전을 달성하기 위해서는 펄스 주파수에 가속 과정이 있어야 하며, 낮은 주파수에서 시작하여 점차 원하는 고주파수로 증가해야 합니다(모터를 낮은 속도에서 높은 속도로 가속).

9. 두상 페이즈 하이브리드 스테퍼 모터가 저속으로 작동할 때 진동과 소음을 어떻게 줄일 수 있습니까? 진동과 소음은 스테퍼 모터가 저속으로 작동할 때의 고유한 단점입니다. 이러한 문제를 완화하기 위해 다음 해결책을 고려할 수 있습니다: A. 스테퍼 모터가 공진 영역 내에서 작동하는 경우 기계적 전달 비를 변경하여 공진 영역을 피하세요. B. 마이크로스테핑 기능을 갖춘 드라이버를 사용하는 것이 가장 일반적이고 간단한 방법입니다. C. 더 작은 스텝 각도를 가진 스테퍼 모터(예: 3상 또는 5상 스테퍼 모터)로 교체하세요. D. AC 서보 모터로 전환하면 진동과 소음이 거의 완전히 제거되지만 비용이 더 많이 들 수 있습니다. E. 모터 샤프트에 자기 댐퍼를 추가하되, 이는 상당한 기계적 변경이 필요합니다.

10. 마이크로스테핑 드라이버의 세분화 수는 정확도를 나타내는 것인가? 스테퍼 모터의 세분화 기술은 본질적으로 일종의 전자 감쇠 기술이다(관련 문헌 참조). 이 기술의 주요 목적은 스테퍼 모터 작동 중 저주파 진동을 줄이거나 제거하는 것이며, 정확도 향상은 부차적인 이점일 뿐이다. 예를 들어, 단계 각도가 1.8도인 두상 혼합형 스테퍼 모터의 경우 세분화 드라이버를 4로 설정하면 모터의 해상도는 펄스당 0.45도가 된다. 모터의 정확도가 0.45도에 도달하거나 이를 초과할 수 있는지는 세분화 드라이버에서의 전류 제어 정밀도 등 여러 요인에 따라 달라진다. 세분화 드라이버의 정확도는 제조사에 따라 크게 다를 수 있으며, 더 높은 세분화 수는 정확도를 통제하기 어려워질 수 있다.

11. 네상 하이브리드 스테퍼 모터와 드라이버의 직렬 및 병렬 연결 방법 간의 차이는 무엇입니까? 네상 하이브리드 스테퍼 모터는 일반적으로 두상 드라이버로 구동됩니다. 따라서 네상 모터를 두상 모터처럼 동작하게 하기 위해 직렬 또는 병렬 구성으로 연결할 수 있습니다. 직렬 연결 방법은 일반적으로 모터가 낮은 속도로 작동하는 상황에서 사용됩니다. 이 경우 드라이버의 출력 전류는 모터의 상전류의 70%여야 하며, 이로 인해 모터의 열 발생이 줄어듭니다. 병렬 연결 방법, 또는 고속 방법은 모터가 높은 속도로 작동할 때 주로 사용됩니다. 이 경우 드라이버의 출력 전류는 모터의 상전류의 140%여야 하며, 이로 인해 모터의 열 발생이 증가합니다.

12. 하이브리드 스테퍼 모터 드라이버의 DC 전원을 어떻게 결정합니까? A. 전압 결정: 하이브리드 스테퍼 모터 드라이버용 전원의 전압은 일반적으로 넓은 범위 내에 있습니다(예: 12~48VDC). 전원 전압 선택은 모터의 작동 속도 및 응답 요구 사항에 따라 달라집니다. 모터가 고속으로 작동하거나 빠른 응답이 필요할 경우 더 높은 전압을 선택할 수 있습니다. 그러나 드라이버를 손상시키지 않도록 전원의 리플 전압이 드라이버의 최대 입력 전압을 초과하지 않도록 주의해야 합니다. B. 전류 결정: 전원 전류는 일반적으로 드라이버의 출력 위상 전류(I)에 기반하여 결정됩니다. 선형 전원을 사용하는 경우 전원 전류를 위상 전류(I)의 1.1~1.3배로 설정할 수 있습니다. 스위칭 전원을 사용하는 경우 전원 전류를 위상 전류(I)의 1.5~2.0배로 설정할 수 있습니다.