이 기사에서는 스테퍼 모터의 기본 사항을 다룹니다.스테퍼 모터의 작동 원리, 제어 방법, 사용법 및 유형에 대해 학습합니다.
스테퍼 모터는 스텝을 수행하여, 즉 고정된 각도만큼 이동하여 샤프트가 회전하는 것이 주요 특징인 전기 모터입니다.이 기능은 모터의 내부 구조 덕분에 얻을 수 있으며, 센서가 필요 없이 몇 단계를 수행했는지 간단히 계산하여 샤프트의 정확한 각도 위치를 알 수 있습니다.이 기능은 또한 광범위한 응용 분야에 적합합니다.
모든 전기 모터와 마찬가지로 스테퍼 모터에는 고정 부분(고정자)과 움직이는 부분(회전자)이 있습니다.고정자에는 코일이 배선되는 톱니가 있고 회전자는 영구 자석 또는 가변 자기 저항 철심입니다.나중에 다양한 로터 구조에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.스테퍼 모터의 기본 작동 원리는 다음과 같습니다. 하나 이상의 고정자 위상에 전원을 공급하면 코일에 흐르는 전류에 의해 자기장이 생성되고 회전자는 이 자기장과 정렬됩니다.서로 다른 위상을 순차적으로 공급함으로써 로터는 특정 양만큼 회전하여 원하는 최종 위치에 도달할 수 있습니다.
특정 애플리케이션에 대해 다양한 기능을 선보이는 다양한 스테퍼 모터 드라이버가 시중에 나와 있습니다.가장 중요한 특징은 입력 인터페이스입니다.가장 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.
단계/방향 – 단계 핀에 펄스를 전송함으로써 드라이버는 모터가 단계를 수행하도록 출력을 변경합니다. 단계의 방향은 방향 핀의 레벨에 따라 결정됩니다.
위상/활성화 - 각 고정자 권선 위상에 대해 위상은 전류 방향을 결정하고 위상에 전원이 공급되면 활성화를 트리거합니다.
PWM - 로우사이드 및 하이사이드 FET의 게이트 신호를 직접 제어합니다.
스테퍼 모터 드라이버의 또 다른 중요한 특징은 권선 전체의 전압 또는 권선을 통해 흐르는 전류만 제어할 수 있다는 것입니다.
전압 제어를 사용하면 드라이버는 권선 전체의 전압만 조절합니다.발생된 토크와 단계가 실행되는 속도는 모터 및 부하 특성에 따라 달라집니다.
전류 제어 드라이버는 생성된 토크와 전체 시스템의 동적 동작을 더 효과적으로 제어하기 위해 활성 코일을 통해 흐르는 전류를 조절하므로 더욱 발전되었습니다.
리액티브 스테퍼 모터의 고정자는 실리콘 강판으로 만들어지며 반대쪽 두 자극은 권선 방향이 다른 동일한 권선으로 감겨 있습니다.전원이 공급되면 한 쌍의 N극과 S극이 형성되며 모터 회전자에는 권선이 없습니다.모터의 회전자는 연자성 재료로 만들어졌습니다.회전자 극의 외부 표면과 고정자 극의 내부 표면에는 동일한 크기와 동일한 간격을 가진 작은 톱니가 많이 있습니다.전자기력은 반응성 스테퍼 모터가 움직이는 원동력입니다.전자기력의 작용으로 로터는 최대 투자율(또는 최소 자기 저항) 위치로 이동하고 균형 잡힌 상태가 됩니다.
영구 자석 스테퍼 모터의 회 전자의 재질은 영구 자성이며 회 전자와 고정자의 극 수가 동일하며 모터의 출력 토크가 크고 스텝 각도가 상대적으로 크지만 작동 성능은 좋다.
하이브리드 스테퍼 모터 고정자의 구조는 리액티브 스테퍼 모터의 구조와 동일합니다.로터는 축 방향으로 두 부분으로 나뉩니다.동일한 수와 크기의 작은 톱니가 두 부분의 철심 원주 방향으로 고르게 분포되어 있지만 톱니 피치의 절반만큼 어긋나 있습니다.두 개의 철심 가운데에 영구자석이 내장되어 그림 1.1과 같이 회전자 한쪽 끝의 철심이 N극, 반대쪽 끝의 철심이 S극이 됩니다.회전자의 N 및 S 극성은 변하지 않고 고정자 자극의 N 및 S 극성의 순차적 변화는 고정자 권선 전류를 제어하여 실현되며 해당 힘은 회전자의 N 및 S 극에 생성됩니다. 필요에 따라 로터를 밀어 회전시킵니다.하이브리드 스테퍼 모터 회전자의 영구 자기장은 토크의 일부를 생성하기 때문에 반응성 스테퍼 모터의 고정자 자기장에 의해 생성된 토크보다 큽니다.
CNC용 스테퍼 모터를 선택하는 것은 토크 및 RPM(속도) 요구 사항을 이해하는 것입니다.
최고의 스테퍼 모터는 충분히 빠르면서도 필요한 토크를 전달할 수 있습니다. 스테퍼 모터 카테고리에 따라 최고의 선택을 알려드리겠습니다.
이제 스테퍼 모터의 작동 원리를 이해했으므로 다른 모터 유형과 비교하여 스테퍼 모터의 장단점을 요약하는 것이 유용합니다.
스테퍼 모터는 전기 펄스를 정밀한 기계적 움직임으로 변환하는 전기 모터로, 많은 의료 응용 분야에 이상적인 솔루션입니다.의료 기기 및 장비에는 고정밀 포지셔닝, 저소음 및 높은 토크 기능이 필요한 경우가 많으며, 이 모든 기능은 스테퍼 모터를 통해 달성할 수 있습니다.
스테퍼 모터의 주요 이점 중 하나는 정확하고 정확한 움직임을 제공하는 능력입니다.따라서 의도한 경로나 위치에서 조금만 벗어나도 심각한 결과를 초래할 수 있는 수술용 로봇, 주입 펌프, CT 스캐너와 같은 의료 응용 분야에 탁월한 선택이 됩니다.스테퍼 모터는 수술 절차와 의료 영상 촬영에 필수적인 부드럽고 제어된 움직임을 제공하도록 프로그래밍할 수도 있습니다.모터가 회전함에 따라 백분율 스텝 오류는 누적되지 않습니다.
1. 감속 기어 없이 매우 느린 속도를 포함하여 광범위한 속도에서 작동할 수 있습니다.
2. 스테퍼 모터는 시작, 정지 및 역방향 모드에서 탁월한 응답을 제공합니다.
3. 브러쉬나 정류자를 사용하지 않아 신뢰성이 높습니다.수명은 베어링 수명에 따라 다릅니다.
4. 스테퍼 모터 제어 회로는 간단하고 저렴합니다.주로 저전력 애플리케이션에 사용됩니다. 스테퍼 모터의 위상 수: 모터 내부의 코일 그룹 수를 나타냅니다.현재는 2상과 3상이 일반적으로 사용됩니다.
1. 단계 각도: 펄스 신호에 해당하며 모터 회전자의 각도 변위입니다.
전기적 매개변수: 전류, 저항, 인덕턴스.
유지 토크: 스테퍼 모터에 전원이 공급되었지만 회전하지 않고 고정자가 회 전자를 잠그는 순간을 나타냅니다.
2. 위치 결정 토크: 모터에 전원이 공급되지 않을 때 모터 로터 자체의 잠금 토크입니다.
3. 운전 토크-주파수 특성: 특정 테스트 조건에서 측정된 모터 작동 중 출력 토크와 주파수 사이의 관계 곡선입니다.
첫째, 스테핑 모터는 와이어 커팅 테이블 드래그, 터프팅 기계 테이블(기공 위치 지정), 포장 기계(고정 길이)와 같은 위치 지정 요구 사항이 있는 일부 경우에 주로 사용되며 기본적으로 위치 지정과 관련된 모든 경우에 사용됩니다.
둘째, 3D 프린터, 모니터링 장비, 스마트 잠금 장치, 혈액 분석기, 스마트 현미경, 비전 테스터 및 기타 분야에서 널리 사용되며 특히 안정적인 작동, 저소음, 빠른 응답, 긴 서비스 수명 및 높은 출력 토크가 필요한 응용 분야에 적합합니다. .
셋째, 스테핑 모터는 컴퓨터 자수기와 같은 섬유 기계 및 장비에 널리 사용됩니다.이러한 유형의 스테핑 모터의 특징은 토크가 높지 않고 빈번한 시동 응답 속도가 빠르며 주행 소음이 적고 작동이 안정적이며 제어 성능이 좋다는 것입니다., 전체 기계의 비용이 저렴합니다.
스테퍼 모터 적용 주의 사항:
1. 스테핑 모터는 저속 상황에 사용됩니다---속도는 분당 1000회전(0.9도에서 6666PPS)을 초과하지 않으며, 바람직하게는 1000-3000PPS(0.9도) 사이에서 가능합니다. 여기서는 감속 장치에 의해 사용됩니다.이때 모터는 작동 효율이 높고 소음이 적습니다.
2. 스테핑 모터는 풀 스텝 상태를 사용하지 않는 것이 가장 좋으며 풀 스텝 상태에서는 진동이 큽니다.
3. 관성 모멘트가 큰 부하의 경우 프레임 크기가 큰 모터를 선택해야 합니다.
4. 모터의 속도가 빠르거나 관성 부하가 큰 경우 유전자입니다.
