기계적 공차가 용도에 관계없이 상상할 수 있는 모든 유형의 장치의 정밀도와 정확성에 큰 영향을 미친다는 것은 엔지니어링 분야에서 잘 알려져 있습니다. 이 사실은 의 경우에도 마찬가지이다.스테퍼 모터. 예를 들어, 표준 내장 스테퍼 모터의 허용 수준은 단계당 약 ±5% 오류입니다. 그런데 이는 누적되지 않는 오류입니다. 대부분의 스테퍼 모터는 단계당 1.8도씩 움직이므로 회전당 약 200단계를 이야기하더라도 잠재적인 오류 범위는 0.18도입니다(그림 1 참조).
2상 스테퍼 모터 - GSSD 시리즈
정확성을 위한 소형 스테핑
±5%의 표준 비누적 정확도를 사용하여 정확도를 높이는 첫 번째이자 가장 논리적인 방법은 모터를 마이크로 스텝화하는 것입니다. 마이크로 스테핑은 더 높은 분해능을 달성할 뿐만 아니라 저속에서 더 부드러운 모션을 달성하는 스테퍼 모터를 제어하는 방법으로, 이는 일부 응용 분야에서 큰 이점이 될 수 있습니다.
1.8도 스텝 각도부터 시작해 보겠습니다. 이 스텝 각도는 모터가 느려짐에 따라 각 스텝이 전체에서 더 큰 부분이 된다는 것을 의미합니다. 느린 속도와 느린 속도에서는 상대적으로 큰 스텝 크기로 인해 모터에 코깅이 발생합니다. 느린 속도에서 이러한 감소된 작동 부드러움을 완화하는 한 가지 방법은 각 모터 단계의 크기를 줄이는 것입니다. 여기서 마이크로 스테핑이 중요한 대안이 됩니다.
마이크로 스테핑은 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 모터 권선에 대한 전류를 제어함으로써 달성됩니다. 모터 드라이버는 두 개의 전압 사인파를 모터 권선에 전달하는데, 각 전압은 서로 90도 위상이 다릅니다. 따라서 한 권선에서 전류가 증가하는 동안 다른 권선에서는 감소하여 전류의 점진적인 전달을 생성합니다. 이는 표준 풀 스텝(또는 심지어 일반적인 하프 스텝) 제어에서 얻을 수 있는 것보다 더 부드러운 모션과 더 일관된 토크 생성을 가져옵니다. (그림 2 참조)
엔지니어는 마이크로 스테핑 제어를 기반으로 정확도 향상을 결정할 때 이것이 나머지 모터 특성에 어떤 영향을 미치는지 고려해야 합니다. 마이크로 스테핑을 사용하면 토크 전달의 부드러움, 저속 모션 및 공진이 향상될 수 있지만 제어 및 모터 설계의 일반적인 제한으로 인해 이상적인 전체 특성에 도달할 수 없습니다. 스테퍼 모터의 작동으로 인해 마이크로 스테핑 드라이브는 실제 사인파에만 근접할 수 있습니다. 이는 마이크로 스테핑 작업에서 이들 각각이 크게 감소하더라도 일부 토크 리플, 공진 및 소음이 시스템에 남아 있음을 의미합니다.
기계적 정확도
스테퍼 모터의 정확성을 얻기 위한 또 다른 기계적 조정은 더 작은 관성 부하를 사용하는 것입니다. 모터가 정지하려고 할 때 큰 관성에 연결되면 부하로 인해 약간의 과회전이 발생합니다. 이는 작은 오류인 경우가 많기 때문에 모터 컨트롤러를 사용하여 이를 수정할 수 있습니다.
마지막으로 컨트롤러로 돌아갑니다. 이 방법에는 약간의 엔지니어링 노력이 필요할 수 있습니다. 정확도를 향상시키기 위해 사용하기로 선택한 모터에 특별히 최적화된 컨트롤러를 사용할 수 있습니다. 이것은 통합하는 매우 정확한 방법입니다. 모터 전류를 정밀하게 조작하는 컨트롤러의 능력이 향상될수록 사용 중인 스테퍼 모터에서 더 높은 정확도를 얻을 수 있습니다. 이는 컨트롤러가 스테핑 동작을 시작하기 위해 모터 권선이 수신하는 전류의 양을 정확하게 조절하기 때문입니다.
모션 시스템의 정밀도는 애플리케이션에 따라 일반적인 요구 사항입니다. 스테퍼 시스템이 함께 작동하여 정밀도를 생성하는 방법을 이해하면 엔지니어는 각 모터의 기계 구성 요소 생성에 사용되는 기술을 포함하여 사용 가능한 기술을 활용할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 10월 19일
