실무자가 들려주는 스테핑 모터란 2

로봇/전자

앤카 2021. 9. 19. 00:00

지난 편에 이어서 스테핑 모터에 대하여 알아보겠습니다.

지난번에 2상 스테핑 모터와 5상 스테핑 모터의 차이를 비교하기 위해 분해능, 진동, 토크, 정확성 4가지 중에 분해능에 대해 알아보았습니다.

이번 편부터 나머지인 진동, 토크, 정확성에 대해 알아보겠습니다.

지난 편에서 말씀드린 분해능과 관련이 있습니다.

2상 모터의 경우에는 1.8도의 분해능을 가지고 있고, 5상 모터의 경우에는 0.72도의 분해능을 가지고 있습니다.

2상 모터가 한번 움직일 때 움직이는 각이 5상 모터에 비해 크기 때문에 진동은 당연히 5상 모터보다 2상 모터가 더 클 수 밖에 없습니다.

또한 속도가 낮을 수 록 진동이 커집니다.

진동이 커진다는 것은 소음과도 밀접한 관계가 있습니다.

핸드폰을 책상위에 올려두고 진동이 울렸을때 달그락 거리는 소리가 크게 나는 것과 같은 이치 입니다.

2상 스테핑 모터와 5상 스테핑 모터 사이에 출력 토크(힘)의 차이는 거의 없습니다.

다만 5상 모터의 경우에는 사용 가능한 토크가 더 많습니다.

그 말은 힘이 더 강한 모터를 구매하고 싶을 때는 2상 모터보다 "5상 모터 중에서 선택하는 게 옳다" 라고 정리 할 수 있습니다.

스테핑 모터에는 총 세가지 제어방식이 있습니다.

Full Step 방식을 활용하는 것보다 Half Step을 사용하는 것이 더 작은 각도를 회전시키기 때문에 소음이 더 적으며, 토크가 조금 더 강하다.

Half Step을 사용하는 것보다 Micro Step을 사용하는 것이 훨씬 더 작은 각도를 회전 하기 때문에 더욱 작은 소음을 만들어 내며, 고속과 속에서도 강한 토크를 유지할 수 있다는 장점이 있습니다.

단, 2상의 경우 Half Step이나 Micro Step 제어 방식을 사용하였을 때 40% 정도의 토크를 잃게 됩니다.

이 문제를 해결하기 위해 "반대 토크 벡터"나 "헤르츠별 전압증폭"과 같은 방법을 사용하여, 조금더 많은 전류를 흘려주어 모터의 토크를 올려주는 방법이 있습니다.

정리하자면,

소음의 측면에서만 볼때, 2상보다 5상이 더 조용합니다.

단 고속으로 회전할때는 큰 차이가 없습니다.

고속일때보다 저속일때 더 시끄럽다.

토크(힘)의 측면에서만 볼때, 2상과 5상이 큰차이가 없습니다.

단 2상 모터가 5상 모터에 비해 힘의 크기에 따른 종류가 훨신 부족합니다.

따라서 힘이 센 모터를 원할 때는 5상 모터를 찾아 보는 것이 더 좋습니다.

또한 5상 모터는 제어 방법에 따라 고속 저속에서 소음을 더 줄이고, 토크를 더 강하게 유지하는 것이 가능하다.

하지만 2상 모터의 경우는 제어 방법에 따라 40%의 토크 손실을 발생시킬 수 있다.

다음 편에서는 정확성에 대한 이야기를 하며, 모터 결선 방법과 모터드라이버를 사용하는 이유와, 역할 등 모터 드라이버에 대한 이야기를 해보도록 하겠습니다.