스테퍼 모터 원리 및 구동

1. 스테퍼 모터란 무엇입니까?

스테퍼 모터는 전기 펄스를 각 변위로 변환하는 실행 메커니즘입니다. 일반적으로: 스테핑 드라이브가 펄스 신호를 수신하면 스테퍼 모터가 설정된 방향으로 고정 각도 (및 스테핑 각도) 를 회전하도록 구동합니다. 정확한 위치 지정을 위해 펄스 수를 제어하여 각 변위의 양을 제어할 수 있습니다. 또한 펄스 주파수를 제어하여 모터 회전의 속도와 가속도를 제어하여 속도를 조절할 수 있습니다.

2. 스테퍼 모터는 어떤 종류로 나옵니까?

스테핑 모터는 영구 자석 (PM), 반응성 (VR) 및 혼합 (HB) 영구 자기 스텝핑의 세 가지 유형으로 나뉩니다. 일반적으로 토크와 부피가 작고 스텝핑각은 일반적으로 7.5 도 또는 15 도입니다. 반응식 스텝핑은 일반적으로 3 상이며 큰 토크 출력을 얻을 수 있습니다. 스텝핑은 일반적으로 1.5 도이지만 소음과 진동은 매우 큽니다. 유럽과 미국 등 선진국에서는 80 년대에 탈락했다. 혼합식 스텝핑은 영자형과 반응식을 혼합한 장점을 말한다. 2 상 및 5 상으로 나뉩니다. 2 상 스텝 각도는 일반적으로 1.8 도이고 5 상 스텝 각도는 일반적으로 0.72 도입니다. 이 스테퍼 모터의

응용이 가장 광범위하다.

3. 토크 유지란 무엇입니까?

토크 유지 (HOLDING TORQUE) 는 스테퍼 모터의 전원이 켜지지만 회전하지 않을 때 고정자가 회전자를 잠그는 모멘트입니다. 스테핑 모터의 가장 중요한 매개변수 중 하나로, 일반적으로 저속 시 스테핑 모터의 모멘트가 토크를 유지하는 데 가깝습니다. 스테핑 모터의 출력 모멘트는 속도가 증가함에 따라 지속적으로 감소하며 출력 전력도 속도가 증가함에 따라 변경되므로 토크를 유지하는 것이 스테핑 모터의 가장 중요한 매개변수 중 하나가 됩니다. 예를 들어, 사람들이 2N.m 의 스테퍼 모터라고 말할 때, 특별한 설명 없이 토크를 2N.m 으로 유지하는 스테퍼 모터를 말합니다.

4. DETENT TORQUE 란 무엇입니까?

DETENT TORQUE 는 스테퍼 모터에 전원이 들어오지 않을 때 고정자가 회전자를 잠그는 모멘트입니다. DETENT TORQUE 는 국내에 통일된 번역 방식이 없어 오해를 불러일으키기 쉽다. 반응식 스테퍼 모터의 회전자는 영구 자석이 아니기 때문에 DETENT TORQUE 가 없습니다.

스테퍼 모터 정확도는 얼마입니까? 누적됩니까?

일반 스테핑 모터의 정밀도는 스테핑 각도의 3-5 이며 누적되지 않습니다.

스테퍼 모터의 외부 온도는 얼마나 허용됩니까?

스테퍼 모터 온도가 너무 높으면 먼저 모터의 자성 재료가 자력을 떨어뜨려 모멘트가 떨어지거나 걸음걸이가 떨어지므로 모터 외관에 허용되는 최대 온도는 다른 모터 자성 재료의 탈자점에 따라 달라집니다. 일반적으로 자성 재료의 탈자점은 모두 섭씨 130 도 이상이고, 어떤 것은 섭씨 200 도 이상이기 때문에 스테퍼 모터의 외관 온도는 섭씨 80 ~ 90 도에서 완전히 정상이다.

7. 왜 스테퍼 모터의 모멘트가 회전 속도가 상승함에 따라 감소합니까?

스테퍼 모터가 회전할 때, 모터 각 상권선의 인덕터는 역기전력을 형성한다. 주파수가 높을수록 역기전력이 커진다. 그 작용으로 모터는 주파수 (또는 속도) 가 증가함에 따라 위상 전류가 감소하여 모멘트가 감소합니다.

8. 왜 스테퍼 모터가 저속으로 작동할 때 정상적으로 작동하지만, 일정 속도보다 높으면 시동이 걸리지 않고 울음소리가 동반됩니까?

스테핑 모터에는 한 가지 기술 매개변수가 있습니다. 즉, 무부하 시동 주파수, 즉 스테핑 모터가 무부하 상태에서 정상적으로 작동할 수 있는 펄스 주파수입니다. 펄스 주파수가 이 값보다 높으면 모터가 제대로 부팅되지 않고 손실 단계나 차단이 발생할 수 있습니다. 로드가 있는 경우 시동 주파수가 낮아야 합니다. 모터가 고속 회전에 도달하려면 펄스 주파수가 가속 과정을 거쳐야 합니다. 즉, 시동 주파수가 낮은 다음 특정 가속도에 따라 원하는 고주파로 상승해야 합니다 (모터 속도가 저속에서 고속으로 상승함).

9. 저속으로 작동할 때 2 상 혼합식 스테퍼 모터의 진동과 소음을 어떻게 극복할 수 있습니까?

스테퍼 모터가 저속으로 회전할 때 진동과 소음이 큰 것은 고유의 단점이며, 일반적으로

A. 스테퍼 모터가 정확히 * * * 진동 영역에서 작동하는 경우 감속비 등 기계적 전동을 변경하여 * * * 진동 영역을 피할 수 있습니다.

B. 세분화 기능이 있는 드라이브를 사용하는 것이 가장 일반적이고 쉬운 방법입니다.

C. 3 상 또는 5 상 스테퍼 모터와 같이 스텝 각도가 더 작은 스테퍼 모터로 바꿉니다.

D. AC 서보 모터로 바꾸면 진동과 소음을 거의 완전히 극복할 수 있지만 비용이 많이 듭니다.

E. 모터 샤프트에 자기 댐퍼를 더하면 시장에 이미 이런 제품이 있지만 기계 구조는 크게 달라진다.

10. 세분화 드라이브의 세분화 수가 정확도를 나타낼 수 있습니까?

스테퍼 모터의 세분화 기술은 본질적으로 스테퍼 모터의 저주파 진동을 줄이거나 없애고 모터의 작동 정확도를 높이는 것이 하위 기술의 부수적인 기능일 뿐입니다 (관련 문서 참조). 예를 들어 스테핑 각도가 1.8 인 2 상 혼합 스테핑 모터의 경우 세분화 드라이브의 세분화 수가 4 로 설정되어 있으면 모터의 작동 해상도는 펄스 당 0.45 이고 모터의 정밀도는 0.45 에 도달하거나 가까울 수 있습니다. 또한 세분화 드라이브의 세분 전류 제어 정밀도와 같은 기타 요인에 따라 달라집니다. 다른 제조업체의 세분 드라이브 정확도는 크게 다를 수 있습니다. 세분화 수가 클수록 정확도가 높아지며 제어하기 어렵습니다.

11. 4 상 하이브리드 스테핑 모터와 드라이브의 직렬 연결 및 병렬 연결 방법의 차이점은 무엇입니까?

4 상 혼합 스테퍼 모터는 일반적으로 2 상 드라이브에 의해 구동되므로 연결 시 직렬 연결 또는 병렬 연결 방법을 사용하여 4 상 모터를 2 상으로 연결할 수 있습니다. 직렬 연결 방법은 일반적으로 모터 속도가 비교적 빠른 경우에 사용되며, 이때 필요한 드라이브 출력 전류는 모터 위상 전류의 0.7 배이므로 모터 발열이 적습니다. 또한 연결법은 일반적으로 모터 속도가 높은 경우 (고속 연결법이라고도 함), 필요한 드라이브 출력 전류는 모터 위상 전류의 1.4 배이므로 모터 발열이 크다.

12. 스테퍼 모터 드라이브의 DC 전원 공급 장치는 어떻게 결정합니까?

A. 전압 결정

하이브리드 스테핑 모터 드라이브의 전원 공급 장치 전압은 일반적으로 넓은 범위 (예: IM483 의 전원 공급 전압은 12 ~ 48VDC) 이며 전원 전압은 일반적으로 모터의 작동 속도 및 응답 요구 사항에 따라 선택됩니다. 모터 작동 속도가 높거나 응답 요구 사항이 빠른 경우 전압 값도 높지만 전원 전압의 리플은 드라이브의 최대 입력 전압을 초과할 수 없습니다. 그렇지 않으면 드라이브가 손상될 수 있습니다.

B. 전류 결정

전원 공급 장치 전류는 일반적으로 드라이브의 출력 위상 전류 I 에 따라 결정됩니다. 선형 전원 공급 장치를 사용하는 경우 전원 전류는 일반적으로 I 의 1.1 ~ 1.3 배에 달합니다. 스위칭 전원 공급 장치를 사용하는 경우 전원 공급 장치 전류는 일반적으로 I 의 1.5 ~ 2.0 배에 달합니다.

13. 하이브리드 스테핑 모터 드라이브의 오프라인 신호 FREE 는 일반적으로 어떤 경우에 사용됩니까?

오프라인 신호 FREE 가 저평일 때 드라이브에서 모터로 출력되는 전류가 차단되고 모터 회전자가 자유 상태 (오프라인 상태) 입니다. 일부 자동화 장치에서는 드라이브 전원이 끊길 때 모터 샤프트를 직접 회전 (수동) 해야 하는 경우 FREE 신호를 낮춰 모터를 오프라인으로 설정하고 수동 조작 또는 조정할 수 있습니다. 수동 완료 후 FREE 신호를 높게 설정하여 자동 제어를 계속합니다.

14. 만약 간단한 방법으로 2 상 스테퍼 모터의 전원을 켠 후의 회전 방향을 조정한다면?

모터를 드라이브 케이블의 A+ 와 A- (또는 B+ 와 B-) 와 맞추기만 하면 됩니다.

드라이브 세분화 원칙 및 관련 지침

외국에서는 스테핑 시스템의 경우 주로 2 상 하이브리드 스테핑 모터와 해당 세분화 드라이브를 사용합니다. 그러나 국내에서는 많은 사용자가' 세분화' 에 대해 특별히 알지 못하고, 어떤 사람들은 세분화가 정확도를 높이기 위해서라고 생각하는데, 사실 그렇지 않다. 세분화는 주로 모터의 운행 성능을 개선하는 것이다. 현재 다음과 같이 설명한다. 스테퍼 모터의 세분 제어는 드라이브에 의해 스테퍼 모터의 위상 전류를 정확하게 제어함으로써 이루어진다. 예를 들어, 2 상 모터를 예로 들면, 모터의 정격상 전류가 3A 인 경우 모터가 한 단계씩 작동할 때마다 권선 안의 전류가 0 에서 3A 로 또는 3A 에서 0 으로 돌연변이되어 위상 전류의 엄청난 변화로 인해 모터 작동의 진동과 소음이 발생할 수 있습니다. 세분화 드라이브를 사용 하는 경우, 10 세분화 상태에서 모터를 구동, 모터는 작은 단계를 실행 하 고, 권선 내의 전류 변화는 3A 대신 0.3A 이며, 전류는 정현파 곡선으로 변경 됩니다. 따라서 모터의 진동과 소음이 크게 향상 됩니다. 따라서 성능상의 이점이 세분화의 진정한 이점입니다. 세분화 드라이브는 모터의 위상 전류를 정확하게 제어해야 하기 때문에 드라이브에 대한 기술적 요구 사항과 프로세스 요구 사항이 상당히 높고 비용도 높습니다. 국내 일부 드라이브는 세분화 대신' 매끄러움' 을 사용하며, 어떤 드라이브는 세분화라고도 하지만, 이는 실제 세분화가 아니므로 많은 사용자들이 반드시 양자의 본질을 구분해야 한다.

15.' 매끄러움' 은 모터의 위상 전류를 정확하게 제어하지 않고, 단지 전류의 변화율을 늦추기 때문에' 매끄러움' 은 미세한 단계를 만들어내지 않으며, 세분화된 미세 단계는 정확한 위치 지정에 사용될 수 있다.

16. 모터의 위상 전류가 매끄러우면 모터 모멘트의 하락을 일으킬 수 있고, 세분화 제어는 모터 모멘트의 하락을 일으키지 않을 뿐만 아니라, 오히려 모멘트가 증가할 수 있다.

17. 2 상 및 5 상 하이브리드 스테퍼 모터의 응용 프로그램은 어떻게 다릅니까?

질문과 대답:

일반적으로 2 상 모터는 단계 각도가 크고 고속 특성이 좋지만 저속 진동 영역이 있습니다. 5 상 모터 스텝 각도는 작고 저속 작동은 안정적입니다. 따라서 모터의 작동 정확도에 대한 요구가 높습니까? 그리고 주로 중저속 세그먼트 (일반적으로 600 회전/분 미만) 의 경우 5 상 모터를 사용해야 합니다. 반대로 모터의 고속 성능을 추구한다면 정밀도와 안정성에 대한 요구가 많지 않은 상황에서는 비용이 낮은 2 상 모터를 선택해야 한다. 또한 5 상 모터의 모멘트는 일반적으로 2NM 이상이며, 작은 모멘트의 적용은 일반적으로 2 상 모터로 이루어지며, 저속 안정성은 세분화 드라이브를 사용하여 해결할 수 있습니다.

스테핑 모터에 비해 서보 모터는 다음과 같은 장점이 있습니다.

1, 위치, 속도 및 토크 폐쇄 루프 제어를 달성하기 위해; 스테퍼 모터 스텝 다운 극복

문제,

2, 고속 성능이 좋다, 일반 정격 속도는 2000 ~ 3000 회전을 도달 할 수있다;

3, 과부하 방지 능력이 강하여 정격 토크보다 3 배 많은 하중을 견딜 수 있으며, 순간적인 부하 변동과 빠른 시동이 필요한 경우에 특히 적합합니다.

4, 저속 운행이 원활하고 저속으로 작동할 때 스테퍼 모터와 비슷한 스텝핑 작동 현상이 발생하지 않습니다. 고속 응답 요구 사항이있는 경우에 적합합니다.

5, 모터 가속 및 감속의 동적 대응 시간은 짧으며, 일반적으로 수십 밀리 초 이내입니다. 6, 발열과 소음이 크게 감소합니다.