AC 서보 모터와 DC 서보 모터: 큰 차이점은 무엇일까요? 그리고 BLDC는 어떻게 적합할까요?

AC 서보 모터와 DC 서보 모터는 비슷하게 들리지만 몇 가지 큰 차이점이 있습니다. 장비나 로봇에 가장 적합한 모터를 선택하려고 하거나 이러한 모터가 어떻게 부드러운 동작을 구현하는지 궁금하다면 제대로 찾아 오셨습니다! 이 글에서는 AC 서보 모터와 DC 서보 모터의 차이점을 간단하게 설명합니다.

서보 모터란 정확히 무엇인가요?

A 서보 모터 는 위치, 속도 또는 토크를 매우 정밀하게 제어해야 할 때 사용하는 특수한 유형의 모터입니다. 로봇 팔이 정확한 위치로 이동해야 한다고 생각해 보세요. 바로 이 지점에서 서보 모터(AC 또는 DC)가 빛을 발하는 경우가 많습니다.

서보 모터의 마법은 폐쇄 루프 시스템입니다. 즉, 위치나 속도에 관한 피드백을 받습니다. 일반적으로 인코더나 회전 속도계가 이 피드백을 컨트롤러에 제공합니다. 이 피드백은 서보 시스템이 모터가 지시한 대로 정확하게 작동하도록 빠르게 조정하는 데 도움이 됩니다. 따라서 서보 모터는 모터 자체, 피드백 장치, 컨트롤러 또는 서보 드라이브로 구성됩니다. 이 구성은 모션 제어 작업에서 높은 제어 정밀도를 달성하는 데 도움이 됩니다. 각도 또는 선형 위치의 정밀한 제어가 핵심입니다.

그렇다면 DC 서보 모터란 무엇이며 어떻게 작동할까요?

이제, 이제부터 확대해서 DC 서보 모터. 이름에서 알 수 있듯이 이 유형의 모터는 직류(DC 전원)로 작동합니다. 대부분의 DC 서보 모터 유형은 고정자(고정 부분)에 영구 자석을 사용하고 권선이 있는 전기자(회전 부분)를 사용합니다.

DC 서보 모터의 "DC"는 직류를 사용한다는 의미입니다. 일반적인 유형은 브러시 DC 서보 모터입니다. 이 DC 모터는 브러시와 정류자 시스템을 사용하여 로터(회전 부품)에 동력을 공급합니다. DC 서보 모터는 뛰어난 속도 제어와 토크가 필요한 작업에 적합합니다. 정밀한 제어를 위해 설계된 서보 시스템의 일부인 경우 소형 DC 모터도 DC 서보 모터가 될 수 있습니다. DC 모터의 단순성은 때때로 큰 장점이 될 수 있습니다.

AC 서보 모터는 DC 모터와 정확히 어떻게 다를까요?

이제 AC 서보 모터로 기어를 전환해 보겠습니다. 이것은 교류(AC 전원)로 작동합니다. 유도 모터와 같은 단순한 AC 모터와 달리 AC 서보 모터는 앞서 설명한 것과 같은 정밀한 제어를 위해 제작되었지만 종종 더 많은 근육을 사용합니다.

대부분의 AC 서보 모터 설계는 브러시리스입니다. 이는 많은 DC 서보 모터 유형과 큰 차이점입니다. 동기식 AC 모터와 같은 AC 모터를 AC 서보 모터로 사용할 수 있습니다. AC 서보 모터의 고정자에는 권선이 있고 회전자에는 일반적으로 영구 자석이 있습니다. 컨트롤러는 고정자에 회전 자기장을 생성하여 로터를 회전시킵니다. 이 설계는 AC 서보 모터에 우수한 토크와 효율성을 제공하는 데 도움이 됩니다.

브러시에 대해 이야기해 봅시다: DC 서보 모터에 브러시가 중요한 이유는 무엇일까요?

많은 DC 서보 모터 장치에 사용되는 브러시형 DC 모터에서 브러시는 전류가 회전하는 전기자에 도달하는 방식입니다. 브러시 세트인 이 작은 탄소 조각은 정류자라는 부품과 마찰을 일으킵니다. 이 정류자와 브러시 시스템은 매우 중요합니다.

브러시가 있다는 것은 마모가 있다는 뜻입니다. 시간이 지남에 따라 브러시는 확실히 마모됩니다. 이는 유지보수가 필요하다는 뜻입니다. DC 서보 모터의 브러시를 점검하고 교체해야 합니다. 그렇지 않으면 DC 모터가 제대로 작동하지 않거나 전혀 작동하지 않을 수 있습니다. 브러시와 정류자에 의해 수행되는 이 기계적 정류는 브러시 DC 서보 모터의 핵심 기능입니다. 많은 DC 서보 모터가 이 간단하지만 마모되기 쉬운 브러시 시스템에 의존합니다.

AC 서보 모터가 일반적으로 브러시리스인 이유는 무엇인가요? 큰 이득일까요?

AC 서보 모터를 사용하면 "브러시리스"라는 말을 많이 듣게 되는데, 이는 매우 중요한 문제입니다. 브러시가 없다는 것은 물리적으로 마모될 브러시가 없다는 것을 의미합니다. 이것이 가장 큰 장점 중 하나입니다. AC 서보 모터는 일반적으로 기계식 정류자와 브러시 대신 전자식 정류를 사용합니다. 즉, 컨트롤러가 모터 코일의 전류 전환을 처리합니다.

AC 서보 모터의 브러시리스 설계 덕분에 유지보수가 훨씬 덜 필요합니다. 또한 AC 모터가 더 높은 속도와 더 효율적으로 작동할 수 있다는 의미이기도 합니다. 마찰로 인한 열도 덜 발생합니다. 따라서 많은 최신 AC 서보 모터 설계는 이러한 이유로 브러시리스입니다. 이러한 브러시리스 특성은 특히 까다로운 자동화 작업에서 AC 서보의 신뢰성을 높이는 데 기여합니다. AC 서보 모터와 (브러시형) DC 서보 시스템은 여기에서 상당히 다릅니다.

성능 면에서 AC 서보 모터와 DC 서보 모터의 주요 차이점은 무엇인가요?

모터를 선택할 때는 성능이 핵심입니다. 여기서 AC와 DC 서보 모터 유형 간의 주요 차이점은 중요합니다. AC 서보 모터는 더 빠른 속도에서 더 높은 토크를 제공하는 경향이 있습니다. 또한 로터의 관성이 낮을 수 있기 때문에 일반적으로 가속도가 더 좋습니다. 따라서 AC 서보 모터는 빠른 시작과 정지가 필요한 작업에 적합합니다.

DC 서보 모터, 특히 브러시형 DC 모터는 저속에서 뛰어난 토크를 제공할 수 있습니다. 하지만 브러시 시스템은 최고 속도와 가속을 제한할 수 있습니다. 속도 제어는 두 가지 모두 훌륭할 수 있지만 수행 방식이 다릅니다. AC와 DC의 차이점은 과부하 처리 방식에서도 나타나는데, AC 서보 모터가 과부하를 더 잘 처리하는 경우가 많습니다. AC 서보 모터와 DC 서보 모터의 이러한 차이점을 고려하면 올바른 액추에이터를 선택하는 데 도움이 됩니다.

BLDC 모터(브러시리스 DC)가 이 그림에 어떻게 들어맞을까요?

이제 BLDC 모터에 대해 들어보셨을 것입니다. 브러시리스 DC 모터. 혼동하는 것처럼 들립니다! BLDC 모터는 실제로 많은 경우 브러시리스 DC 서보 모터입니다. DC 전원(컨트롤러에 의해 조절되는 DC 전압 소스에서 공급되는 경우가 많음)으로 작동하지만 AC 서보 모터와 같이 전자식 정류를 사용합니다. 따라서 BLDC 모터에는 마모될 브러시가 없습니다.

BLDC와 같은 브러시리스 DC 서보는 로터에 영구 자석을 사용하는 경우가 많습니다. BLDC 모터의 컨트롤러는 전자 정류를 처리해야 하기 때문에 단순한 브러시 DC 모터보다 더 복잡합니다. 이러한 브러시리스 DC 모터는 뛰어난 토크와 효율성을 제공하므로 로봇 공학을 비롯한 많은 모션 제어 애플리케이션에서 BLDC가 널리 사용되고 있습니다.

프로젝트에 DC 서보 모터 대신 AC 서보 모터를 선택해야 하는 경우는 언제인가요?

대형 산업 자동화 기계의 경우 AC 서보 모터를 사용하는 경우가 많습니다. 일반적으로 브러시가 없기 때문에 유지보수가 훨씬 덜 필요하므로 지속적으로 작동하는 시스템에 적합합니다. AC 서보 모터는 더 넓은 속도 범위에서 높은 토크를 전달할 수 있다는 점도 큰 장점입니다.

빠른 가속과 빠른 후진 등 매우 동적인 성능이 필요한 애플리케이션이라면 AC 서보 모터의 저관성 로터가 진정한 챔피언입니다. AC 서보 모터는 CNC 기계 및 복잡한 로봇 공학과 같은 까다로운 작업에 사용됩니다. 대규모 설정에서는 AC 서보와 DC 시스템의 조합이 존재할 수 있지만, 원동기의 경우 AC 서보가 무거운 작업을 처리하는 경우가 많습니다. 산업 환경에서는 AC 전원 입력도 쉽게 사용할 수 있습니다. AC 서보 모터에는 일반적으로 더 복잡한 컨트롤러가 있지만, 성능은 일반적으로 이를 보장합니다.

DC 서보 모터는 언제 더 나은 선택일까요? 어떤 이점이 있을까요?

하지만 DC 서보 모터를 빼놓지 마세요! 딱 맞는 경우도 있습니다. 배터리로 작동하는 프로젝트가 있다면 DC 전원을 사용하기 때문에 DC 서보 모터가 자연스러운 선택입니다. 저속에서 매우 부드러운 모션 제어가 필요한 소형 기계나 애플리케이션의 경우 DC 서보 모터, 특히 브러시드 DC 서보가 탁월할 수 있습니다. 특히 브러시 DC 모터의 주요 장점 중 하나는 단순성입니다.

브러시 DC 서보 모터용 컨트롤러는 AC 서보 모터나 BLDC 모터에 비해 더 간단하고 저렴할 수 있습니다. 따라서 DC 서보 모터는 정밀한 제어가 필요한 단순하거나 예산에 민감한 프로젝트에 탁월한 옵션입니다. DC 서보 모터는 AC 서보 모터만큼 최고 속도가 빠르지는 않지만 많은 작업에서 뛰어난 토크와 위치 제어 기능을 제공합니다. DC 서보 모터는 브러시형인 경우 브러시에 대한 주의가 필요하지만, 강력한 성능을 발휘합니다.

제어 장비에서 AC 서보 모터와 DC 서보 모터 간에는 큰 차이가 있나요?

예, 컨트롤러와 전체 서보 시스템은 상당히 다를 수 있습니다. 이는 AC 서보와 DC 유형의 차이점을 살펴볼 때 중요한 부분입니다. 브러시가 없는 AC 서보 모터는 전자 정류를 처리하고 회전 자기장을 생성하기 위해 더 복잡한 컨트롤러(흔히 서보 드라이브라고 함)가 필요합니다. 이 컨트롤러는 고정자 권선에 흐르는 전류를 정밀하게 관리합니다.

브러시 DC 서보 모터는 브러시와 정류자에 의해 기계적으로 정류가 이루어지기 때문에 제어 회로가 더 간단합니다. 그러나 두 유형 모두 폐쇄 루프 시스템을 사용하므로 위치, 속도 또는 토크를 정밀하게 제어하기 위해 인코더 또는 유사한 장치의 피드백에 의존합니다. 컨트롤러는 두뇌 역할을 하며 모터(DC 서보든 AC 서보든)가 목표에 도달하도록 보장합니다. 각도 위치 제어든 선형 위치 제어든 컨트롤러는 중요한 역할을 합니다. AC 및 DC 서보 모터 시스템 모두 높은 위치 제어 정밀도를 목표로 합니다.