스테퍼 모터는 어떻게 작동합니까?

2023-08-30

스테퍼 모터는 세그먼트 화 된 자화 된 로터와 특정 수의 전자기 코일로 구성된 고정자로 구성된 간단한 2 상 브러시리스 동기 모터입니다. 에너지가 발생하면,이 코일은 세그먼트 화 된 자화 된 로터를 밀거나 당겨서 회전시키는 북쪽과 남쪽 극을 생성합니다. 다이어그램은 일반적인 하이브리드 스테퍼 모터의 내부 구조 및 슬롯 배열을 보여줍니다. 미세한 치아는 전체 직경 주위에 골고루 분포되어 증분 각도가 회전하여 기계적 운동을 초래합니다.

stepper motor

스테퍼 모터는 두 개의 권선 (2 상)으로 구성되며 직류에 의해 에너지가 있습니다. 한 권선의 전류가 반전되면 모터 샤프트가 한 단계 이동합니다. 각 권선에서 전류를 되돌리면 모터의 위치와 속도를 쉽게 제어 할 수있어 스테퍼 모터가 다양한 모션 제어 응용 프로그램에 적합합니다. 스테핑 크기는 모터의 설계 특성에 의해 결정되며 1.8 ° 스테핑 각도가 가장 일반적입니다 (200 톱니로 구성). 다른 디딤돌도 쉽게 이용 가능합니다. 각각의 턴에 필요한 단계 수를 계산하려면 360 °를 단계 각도로 나눕니다.

스테퍼 모터의 선택은 주로 보존 토크와 해당 정격 전류에 따라 다릅니다. 고정 토크는 연속 회전을 일으키지 않고 모터에 적용 할 수있는 최대 외부 토크 (정격 전류에서 에너지)입니다. 모터 회전이 시작될 때 사용 가능한 토크를 종종 풀 아웃 토크라고합니다. 풀 아웃 토크 등급은 모터 속도/토크 곡선에서 수치 값으로 표현됩니다.

스테퍼 모터의 코일은 단극 또는 양극성 배열로 구성 될 수 있습니다. 간단한 스테퍼 모터 드라이브 전자 장치를 사용하여 코일을 모터 샤프트를 회전시키기 위해 시퀀싱 할 수 있으므로 단일 폴 구성이 가장 쉽게 제어하기 쉽습니다. 바이폴라 배열은보다 복잡한 드라이버를 사용하여 권선을 올바르게 배열하여 모터를 제어해야하며, 이는 높은 토크와 같은 추가 성능 이점을 제공합니다.

스테퍼 드라이버는 광범위한 정격 전압 및 전류를 가지고 있습니다. 모터의 성능은 드라이버가 제공하는 전류 및 전압에 크게 의존합니다. 전체 단계, 반 단계 및 "Microstep"은 스테퍼 모터를 논의하는 데 사용되는 일반적인 용어입니다. 예를 들어, 1.8 ° 스테퍼 모터는 360 ° 회전에서 200 개의 개별 위치를 갖습니다. 360 °를 200으로 나눈 값은 1.8 °이므로 모터가 한 단계를 이동해야 할 때마다 모터 샤프트는 1.8 ° 전진하며 이는 전체 단계라고합니다.

"하프 스텝"이라는 용어는 0.9 ° 단계 각도 (전체 1.8 ° 스텝 각도의 절반)를 말하며, 이는 양수, 무류 및 음전 전류가 각각의 권선에 연속적으로 번갈아 가며 적용되는 스위칭 기술에 의해 달성됩니다. . "microstep"이라는 용어는 개별 권선으로 전송되는 전류 흐름을 제어하기 위해 모터 위상 권선 사이의 간단한 전원 전환을 넘어서는보다 복잡한 형태의 제어를 나타냅니다. 마이크로 스투핑의 주요 이점 중 하나는 고유 주파수에서 작동 할 때 모터에 의해 생성 된 공명 진폭을 줄이는 능력입니다. Microstepper를 사용하면 샤프트가 전체 및 반 스테퍼가 제공하는 1.8 ° 또는 0.9 °를 넘어 놓을 수 있습니다. 마이크로 스펙트 위치는 로터 회전의 두 모서리 사이에 나타납니다. 가장 일반적인 마이크로 스테프 증분은 전체 ST EP의 1/5, 1/10, 1/16, 1/32, 1/125 및 1/250입니다.

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