Closed Loop Stepper Motor 장점

Applied Motion

폐쇄형 루프 스텝 모터시스템과 개방형 루프 스텝 모터시스템을 비교해보자. 테스트에서는 10 rev/sec(600 rpm)의 일정 속도로 구동하여 두 모터의 전력 소비를 모니터링했다. 그 결과 폐쇄형 루프 시스템이 더 큰 모터 효율, 더 낮은 에너지 소비, 더 낮은 비용이 소요되었다.
  

스텝 모터는 인덱싱 및 포지셔닝과 같은 자동화 응용 분야에서 널리 사용된다. 일반적으로 스텝 모터시스템에서 개방루프를 실행하기 때문에 드라이브 장치는 부하의 토크 요구에 관계없이 모터 권선에 지속적으로 전류를 공급한다. 작동 중에 불필요한 에너지 소비를 하게 되는 측면에서 개방형 루프 스텝 모터시스템은 비효율적이다. 과도한 전력 소비는 비용을 낭비하고 과도한 전력으로 인해 스텝 모터는 ‘과열’ 작동을 한다.
  

루프를 닫으면 보다 효율적인 스텝 모터시스템이 만들어진다. 엔코더와 같은 피드백 장치를 사용하여 실제 샤프트 위치를 모니터링함으로써 폐쇄형 루프 스텝 모터시스템은 모터에 대한 전류를 자동으로 줄인다. 부하를 구동하는 데 필요한 전류량만 모터에 전원을 공급한다. 특히 토크 요구가 낮을 때 에너지를 절약할 수 있다. 이러한 스텝 시스템에 대한 간단한 변경은 매우 강력한 결과를 가져와 스텝 모터의 효율성을 향상시킨다.

폐쇄루프와 개방루프 스텝 모터 비교

개방형 루프 시스템에서 스텝 모터는 기본 마이크로 스테핑 드라이브에 의해 개방루프로 구동된다. 폐쇄형 루프 시스템은 모터, 엔코더, 드라이브 및 컨트롤러를 하나의 패키지로 결합한 StepSERVO ™ 통합 모터다(그림 1 참조).
  

10 rev/sec(600 rpm)의 고정 속도로 동력계를 돌릴 때 두 개의 동등한 스텝 모터(개방루프 1개와 폐쇄루프 1개)의 전력 소비를 모니터링한다. 50oz-in의 토크 부하에서 개방형 루프 시스템은 0.73A를 소비하고 평균 87.2W의 전력을 소비한다. 폐쇄형 루프 시스템은 0.42A를 소비하고 평균적으로 50.0W의 전력만 소비한다. 동일한 양의 작업을 수행하면서 폐쇄형 루프 모터는 개방형 루프 모터의 전력량을 40% 이상 감소시켰다.

이외에도 폐쇄형 루프 스텝 시스템은 조용하게 작동한다. 스텝 모터는 가청 소음을 내는 것으로 알려져 있다. 이는 개방루프 스텝 모터가 부하에 관계없이 최대 정격 전류에서 작동하기 때문이다. 폐쇄형 루프 스텝 시스템은 적은 전류로 작동하기 때문에 특히 0~20 revs/sec(0~1200 rpm) 범위의 속도에서 조용하게 작동한다. 폐쇄형 루프 스텝 모터시스템은 초기에 더 많은 비용이 들 수 있지만 에너지 소비, 가열 및 가청 소음 감소, 토크 및 정확도 증가 등 장기적인 이점을 얻을 수 있다.

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