DC 파워 서보 드라이브의 장점

Applied Motion

Q1 서보 시스템은 어떻게 작동하는가?

A1 서보 모터는 소형 회전 장치로써 모션을 생성하는 데 사용되는 출력 샤프트와 연결돼 있다. 이것은 서보 드라이브에 의해 작동된다. 드라이브는 샤프트를 원하는 위치나 연속 속도로 회전시키기 위해 입력 전압을 모터 코일로 변환하고 변조한다.
또한 드라이브는 아날로그 전압 레벨, 이산 스텝 펄스(discrete step pulses), 복잡한 필드 버스 네트워크를 통해 전송된 모터 제어 신호를 처리할 수 ​​있다.

Q2 DC 입력 서보 드라이브를 소형 장치라고 하는 의미는 무엇인가?

A2 전압은 입력에 관계없이 내부적으로 DC 버스로 변환된 다음 원하는 동작을 생성하기 위해 모터 권선으로 변조된다. DC 입력 시스템을 사용하면 초기 AC/DV 변환 단계를 건너뛸 수 있다.
때문에 전력을 더욱 효율적으로 사용하고 보드 공간을 절약하며 보드 부품 비용을 절감할 수 있다. 또, 더 적은 수의 구성 요소로 드라이브를 더 작게 만들 수 있다. 이를 통해 설계 공정 중에 엔지니어는 공간을 절약하고 비용을 절감할 수 있다.

Q3 소형 장치는 서보 드라이브의 사양이 줄어든 것을 말하는가?

A3 드라이브 전자 장치의 크기 축소를 고려할 때, 작은 공간을 유지하면서 고전력을 설계할 수 있음을 쉽게 알 수 있다.

이와 같은 장치는 모터 중량과 크기보다 상대적으로 높은 출력을 제공한다. 추가적으로, DC 입력 서보 드라이브를 사용하면 서보 시스템의 효율이 향상되며 부하에 따라 90%에 달하는 경우가 많다.
또한, DC 입력 서보는 엔지니어가 권선을 변경해 시스템에 있는 DC 전원과 완전히 일치된 최대 토크를 공급할 수 있도록 돕는다. 따라서 디자인 면에서 DC 파워 서보 시스템을 더 쉽게 설계하고 작업할 수 있다. 시스템 설계 중에 엔지니어가 겪는 복잡성을 줄이고 장치를 훨씬 유동적으로 만들 수 있다.

Q4 서보 시스템을 사용할 때, 제공되는 토크에 대해 자세히 설명한다면?

A4 서보 시스템은 매우 높은 토크-관성 비(torque-to-inertia ratio)를 제공해 부하를 신속하게 가속시킨다. 또한 애플리케이션에 필요로 할 때 짧은 시간 동안 정격 토크의 5-10배를 제공할 수 있다. 보통 서보 드라이브에서 고속 토크는 기능적이다. 정격 모터 속도의 90%까지 최대 정격 토크를 유지할 수 있어 평평한 속도-토크 곡선을 만들기 때문이다.

Q5 이와 같은 고출력 작동에서, 냉각을 위한 고정 위치에 대해 걱정해야 하는가?

A5 전류가 부하에 비례하므로 서보 드라이브의 모터는 대개 냉각 상태를 유지한다. 일반적인 애플리케이션에서 서보는 대부분의 토크를 소모하므로 가속 및 감속 시 가장 많은 열을 발생시킨다.
따라서 특정 애플리케이션에 필요한 모션 프로파일을 완벽하게 이해하면, 정확한 냉각 요구사항을 효율적으로 계산할 수 있어 엔지니어가 냉각 시스템을 간단한 핀이나 작은 팬처럼 쉽게 설계할 수 있다.

Q6 고려해야 할 단점이 있는가?

A6 단점으로 여길 수도 있는 이점은 엔코더와 모터 및 드라이브를 위한 많은 옵션이 있다는 것이다. 모터가 더 빠른 속도에서만 피크 전력을 생성한다는 것도 고려해야 한다. 즉, 고객이 연구해야 할 부분이 있다. 즉, 특정 애플리케이션에 적합한 드라이브를 갖춰야 하는 것을 의미한다.

Q7 정확도와 해상도를 유지하는 모터의 능력은 어떤가?

A7 정확도와 해상도는 드라이브에 사용되는 엔코더 유형의 기능이다. 엔코더는 인크리멘트(incremental) 또는 앱솔루트(absolute)에 관계없이 서보 드라이브의 펄스 작동으로 쉽게 조정할 수 있으므로, 다양한 애플리케이션에 대해 여러 피드백을 제공한다. 엔코더 수는 언급된 바와 같이 설계 엔지니어에게 있어 단점이자 이점으로 간주된다.

Q8 DC 입력 서보 시스템을 사용할 때 얻을 수 있는 다른 이점은 무엇인가?

A8 드라이브의 디자인으로 인해 고속으로 작동하는 동안 매우 조용한 것으로 알려졌다. 모터가 부하에 맞춰지면 불필요한 진동과 공진이 없어진다.

때문에 부품-사람 간의 자동화(part-to-person automation)와 의료 기기 및 사무용품처럼 사람 주위에서 사용되는 애플리케이션에 이상적이다.

Q9 DC 입력 서보 드라이브가 사용되는 또 다른 애플리케이션이 있는가?

A9 DC 입력 서보 시스템의 이점을 이해하면 모든 산업 분야에 적용할 수 있다. 예를 들어, DC 전원 서보 시스템은 스마트 조립 라인의 컨베이어 벨트, 협업 조립 로봇, 픽 앤 플레이스 머신을 제어하기 위해 공장에서 널리 사용된다.

서보 시스템은 시스템 설계자에게 이점이 있으므로 자율 이동 로봇(AMR), 수색 구조 환경에서 사용되는 자율 안내식 차량, 그리고 모든 종류의 로봇 애플리케이션에 사용된다. 심지어 원자력 발전소처럼 위험한 환경에서 검사를 수행하는 경우에도 사용된다.

자료 제공 : Applied Motion(www.Applied-Motion.com)