스테퍼 모터의 비밀: 유형, 작동 개념 및 좋은 모터 드라이버가 중요한 이유

3D 프린터가 한 층 한 층 꼼꼼하게 물체를 제작하거나 로봇 팔이 환상적인 정밀도로 움직이는 것을 본 적이 있다면 스테퍼 모터가 사용되었을 가능성이 높습니다. A 스테퍼 모터 는 특별한 종류의 전기 모터입니다. 작고 정밀한 단계로 움직인다는 점이 다릅니다. 따라서 스테퍼 모터는 매우 특정한 위치에 물건을 놓아야 하는 작업에 이상적입니다. 스스로 걸음 수를 세는 모터라고 생각하면 됩니다!

이 글에서는 스테퍼 모터의 작동 원리, 즉 스테퍼 모터가 어떻게 작동하는지에 대해 알아보겠습니다. 또한 여러분이 접할 수 있는 각 유형의 스테퍼 모터를 확실히 확인할 것입니다. 또한 모든 종류의 스테퍼에 우수한 모터 드라이버가 필수적인 이유에 대해서도 설명합니다. 스테퍼 모터에 대한 친절한 소개입니다. 이 글을 다 읽고 나면 이 멋진 도구를 훨씬 더 잘 이해하게 될 것이며, 나만의 재미있는 프로젝트에 스테퍼 모터를 사용할 준비가 된 것 같을지도 모릅니다. 이 글은 스테퍼 모터를 간단하고 명확하게 이해할 수 있도록 도와주기 때문에 꼭 읽어볼 가치가 있습니다.

스테퍼 모터란 무엇인가요?

이 스테퍼가 특별한 이유는 무엇일까요? 스테퍼 모터는 디지털 펄스를 작고 동등한 기계적 동작으로 바로 변환하는 브러시리스 전기 모터입니다. 각 펄스를 모터 샤프트에 조금만 돌리라는 명령이라고 생각하면 됩니다. 스테퍼 모터는 동기식 모터의 일종입니다. 즉, 로터(회전하는 부분)가 고정자(정지된 부분)에서 생성되는 자기장에 맞춰 움직입니다. 이 설계는 스테퍼 모터의 작동 방식에 매우 중요합니다.

이 유형의 모터는 위치를 알기 위해 센서가 필요하지 않기 때문에 환상적입니다. 스테퍼 모터의 위치는 모터로 전송되는 펄스를 세는 것만으로 알 수 있습니다. 따라서 스테퍼에 50걸음을 움직이라고 지시하면 스테퍼는 정확히 50걸음을 움직입니다. 따라서 스테퍼 모터는 세심한 제어가 필요한 작업에 매우 안정적입니다. 이 특별한 기능 덕분에 스테퍼는 많은 장치에서 선호됩니다. 스테퍼 모터에 대한 이 간단한 소개는 스테퍼 모터가 왜 그렇게 중요한지 보여줍니다. 스테퍼 모터는 매우 유용한 전기 장치입니다.

스테퍼 모터는 실제로 어떻게 작동하나요?

이제 스테퍼 모터의 작동 원리에 대해 자세히 알아봅시다. 자석에 관한 모든 것입니다! 스테퍼 모터 내부에는 코일 세트가 있습니다. 이 코일은 고정자의 일부입니다. 코일을 통해 전기가 흐르면 전자기장이 생성됩니다. 회전하는 부분인 로터에는 톱니 또는 영구 자석이 있습니다. 모터는 이러한 자기장이 회 전자를 끌어당기고 밀어내는 원리로 작동합니다. 스테퍼 모터는 다른 모터처럼 부드럽게 회전하지 않습니다.

모터 컨트롤러는 특정 순서에 따라 여러 코일에 전력 펄스를 보냅니다. 각 펄스는 코일 세트에 전원을 공급합니다. 이렇게 하면 전자기장이 생성되어 로터를 새로운 위치로 끌어당깁니다. 그런 다음 다음 펄스가 다른 코일 세트에 전원을 공급하면 로터가 다시 다음 단계로 이동합니다. 이러한 단계별 움직임이 바로 스테퍼 모터의 이름입니다. 스테퍼 모터는 이러한 전기 펄스를 스테퍼 모터 샤프트의 정밀한 회전 단계로 바로 변환합니다. 스테퍼에 뛰어난 제어력을 부여하는 뛰어난 시스템입니다.

스테퍼 모터가 특정 위치로 이동하는 데 왜 그렇게 효율적인가요?

"스테퍼 모터가 특정 위치에 도달하는 데 왜 그렇게 효율적일까요?"라고 질문할 수 있습니다. 그것은 바로 모터의 설계 및 제어 방식 때문입니다. 스테퍼 모터에 전달되는 각 펄스는 고정된 각도로 회전하게 합니다. 이 각도를 스텝이라고 합니다. 스테퍼 모터가 한 바퀴(360도)를 완전히 돌 때 수행하는 스텝 수를 회전당 스텝 수라고 합니다. 예를 들어 스테퍼 모터의 회전당 스텝 수는 200개일 수 있습니다. 이는 각 스텝이 모터 샤프트를 1.8도씩 돌린다는 의미입니다.

각 단계는 알려진 고정된 양이므로 스테퍼 모터는 이 단계를 세는 것만으로 매우 정확한 위치로 이동할 수 있습니다. 불확실성이 없습니다. 스테퍼 모터가 90도 회전해야 하고 회전당 200스텝(스텝당 1.8도)이면 모터 컨트롤러는 50펄스(90/1.8 = 50)를 보냅니다. 복잡한 피드백 시스템 없이도 이러한 정밀도를 구현할 수 있기 때문에 스테퍼 모터가 3D 프린터나 CNC 밀링 같은 장치에 사용되는 큰 이유입니다. 스테퍼는 이러한 정밀도를 일관되게 제공합니다. 따라서 스테퍼 모터는 신뢰할 수 있는 선택입니다.

알아야 할 스테퍼 모터의 주요 유형은 무엇인가요?

스테퍼의 가장 일반적인 세 가지 모터 유형은 영구 자석 스테퍼 모터, 가변 릴럭턴스 스테퍼 모터, 하이브리드 스테퍼 모터입니다. 각 유형의 스테퍼 모터에는 고유한 작동 방식과 고유한 강점이 있습니다.

이러한 유형을 이해하면 프로젝트에 이상적인 스테퍼 모터를 선택하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 어떤 스테퍼 모터는 더 빠른 속도를 제공하는 반면, 어떤 스테퍼 모터는 높은 토크라고 하는 더 많은 힘을 제공합니다. 스테퍼의 선택은 필요한 작업에 따라 달라집니다. 이러한 각 스테퍼 모터 유형에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 이러한 이해는 모든 스테퍼로 작업할 때 필수적입니다.

영구 자석 스테퍼 모터에 대해 자세히 설명해 주시겠습니까?

PM 스테퍼 모터라고도 불리는 영구 자석 스테퍼 모터에 대해 알아봅시다. 이름에서 알 수 있듯이 이 스테퍼 모터는 로터에 영구 자석을 사용합니다. 로터는 모터에서 회전하는 부분입니다. 가만히 있는 부분인 고정자에는 모터 권선인 와이어 코일이 있습니다. 이 코일에 전기가 흐르면 전자기장이 생성됩니다. 이 전자기장은 영구 자석 로터와 상호작용합니다.

영구 자석 스테퍼 모터는 회전자에 있는 영구 자석이 고정자 코일의 전자기장에 이끌리거나 밀려나기 때문에 작동합니다. 스테퍼 모터는 전기를 다른 코일로 순서대로 전환하여 영구 자석 로터를 단계적으로 회전시킵니다. 이 PM 스테퍼 모터는 일반적으로 저렴하고 저속에서 우수한 토크를 제공합니다. 영구 자석 스테퍼는 일반적인 스테퍼입니다. 영구 자석은 이 스테퍼 모터에 매우 중요합니다.

가변 릴럭턴스 스테퍼 모터의 특별한 점은 무엇인가요?

다음은 가변 릴럭턴스 스테퍼 모터 또는 VR 스테퍼 모터입니다(여기서 VR은 가변 릴럭턴스를 의미합니다). 이 유형의 스테퍼 모터는 영구 자석 스테퍼와는 약간 다릅니다. 가변 릴럭턴스 스테퍼 모터의 로터는 톱니가 있는 부드러운 철 재질로 만들어집니다. 영구 자석이 없습니다. "릴럭턴스" 부분은 자기장이 철제 로터 톱니와 같이 자기를 쉽게 전도하는 재료를 통과하는 것을 선호한다는 것을 의미합니다.

가변 릴럭턴스 스테퍼 모터의 작동 원리는 고정자 코일이 전자기장을 생성하는 것과 관련이 있습니다. 그런 다음 로터 톱니가 통전된 고정자 극을 향해 당겨져 자기저항이 가장 낮은 경로를 찾습니다. 스테퍼 모터는 여러 코일 세트에 차례로 전원을 공급함으로써 로터를 한 단계에서 다음 단계로 끌어당깁니다. VR 스테퍼 모터는 매우 작은 스텝 각도를 구현할 수 있지만 일반적으로 영구 자석 스테퍼 모터나 하이브리드 스테퍼 모터에 비해 토크가 낮습니다. 가변 릴럭턴스 스테퍼는 또 다른 중요한 스테퍼입니다.

하이브리드 스테퍼 모터는 어떻게 기능을 통합하나요?

하이브리드 스테퍼 모터는 널리 사용되는 스테퍼 모터 유형입니다. 이름에서 알 수 있듯이 하이브리드 스테퍼는 영구 자석 스테퍼 모터와 가변 릴럭턴스 스테퍼 모터의 장점을 결합한 것입니다. 영구 자석과 톱니형 로터를 모두 사용합니다. 하이브리드 스테퍼 모터의 로터에는 일반적으로 영구 자석 코어와 양쪽 끝에 두 개의 톱니 철 컵(또는 엔드 캡)이 있습니다. 이 컵의 톱니는 서로 오프셋되어 있습니다.

이 스마트한 설계 덕분에 하이브리드 스테퍼 모터는 작은 스텝 각도, 높은 정밀도, 큰 토크를 달성할 수 있습니다. 영구 자석은 일정한 자기장을 제공하고 톱니 구조는 로터를 정밀하게 안내하는 데 도움이 됩니다. 하이브리드 스테퍼의 장점은 다음과 같습니다. 영구 자석 및 가변 릴럭턴스 원리를 사용합니다. 로봇 공학 및 CNC 장치와 같이 정밀도가 필요한 인기 있는 애플리케이션에 사용되는 많은 스테퍼 모터는 하이브리드 스테퍼 모터입니다. 이 스테퍼 모터는 매우 다재다능합니다. 스테퍼는 훌륭한 옵션입니다.

스테퍼 모터 드라이버는 내 스테퍼에 어떤 역할을 하나요?

그렇다면 스테퍼 모터가 있지만 어떻게 움직이게 할까요? 바로 여기에 모터 드라이버, 특히 스테퍼 모터 드라이버가 필요합니다. 스테퍼 모터 드라이버는 일반적으로 마이크로 컨트롤러(예: 아두이노)에서 제어 신호를 받아 스테퍼 모터의 코일에 전력을 공급하는 데 필요한 전력으로 변환하는 전자 회로입니다. 스테퍼 모터를 배터리나 기본 스위치에 직접 연결할 수 없으므로 이 특수 드라이버가 필요합니다.

스테퍼 모터 드라이버는 적절한 양의 전류를 적절한 순서로 올바른 코일에 보내는 복잡한 작업을 처리합니다. 이 순서에 따라 스테퍼 모터가 단계별로 회전합니다. 스테퍼의 부드럽고 정확한 움직임을 위해서는 우수한 스테퍼 모터 제어가 필수적입니다. 모터 드라이버는 모터 속도와 모터 권선에 흐르는 전류 등을 제어하여 토크에 영향을 줄 수도 있습니다. 적절한 스테퍼 모터 드라이버가 없으면 스테퍼 모터가 제대로 작동하지 않거나 전혀 작동하지 않습니다. 이 스테퍼 모터 드라이버는 스테퍼에 필수적입니다.

사용 중인 스테퍼 모터는 어디에서 찾을 수 있나요?

스테퍼 모터가 사용되는 곳의 수를 보면 놀랄 것입니다. 정밀한 위치 제어 기능을 제공하기 때문에 매우 유용합니다. 스테퍼 모터의 가장 일반적인 응용 분야 중 하나는 3D 프린터입니다. 스테퍼 모터는 프린트 헤드와 빌드 플랫폼을 매우 정확하게 움직입니다. 이것이 바로 3D 프린트가 매우 세밀하게 구현되는 이유입니다. 스테퍼가 사용되는 또 다른 큰 영역은 디지털 디자인을 기반으로 재료를 자르거나 조각하는 CNC 기계입니다.

이 외에도 스테퍼 모터는 로봇 공학에서 정밀한 관절 움직임을 위해 일반적으로 사용됩니다. 프린터, 스캐너, 복사기와 같은 사무기기에서도 스테퍼 모터를 찾아볼 수 있으며, 종이와 프린트 헤드를 움직입니다. 자동 약품 디스펜서나 진단 장비와 같은 의료 기기에서도 스테퍼 모터는 신뢰성 때문에 중요한 역할을 합니다. 또한 스텝 모터는 엔진 공회전 속도 제어나 미러 조정과 같은 자동차 애플리케이션에도 사용됩니다. 다양한 애플리케이션은 이 스테퍼 모터가 얼마나 유용한지 보여줍니다. 스테퍼 모터는 정말 어디에나 있습니다!

스테퍼 모터는 일반 DC 모터와 같은가요?

두 가지 유형의 전기 모터이지만 작동 방식이 매우 다르고 용도가 다릅니다. 간단한 DC 모터 일반적으로 전원이 인가되면 지속적으로 회전합니다. 전압을 변경하여 속도를 제어하고 극성을 변경하여 방향을 제어합니다. DC 모터는 선풍기나 장난감 자동차처럼 지속적으로 회전해야 하는 경우에 적합합니다.

반면 스테퍼 모터는 개별적인 단계로 움직입니다. 모터의 위치와 회전 각도를 정밀하게 제어하는 것이 핵심입니다. 스테퍼 모터는 브러시가 있는 많은 단순 DC 모터와 달리 브러시가 없는 장치입니다. 일부 고급 DC 모터 시스템은 피드백 센서를 통해 정밀한 제어를 수행할 수 있지만, 스테퍼 모터는 자연스럽게 이를 수행합니다. 따라서 모터 샤프트가 얼마나 회전했는지 정확히 알아야 하거나 매우 특정한 위치로 이동해야 하는 경우 일반적으로 표준 DC 모터보다 스테퍼 모터가 더 나은 선택입니다. 이러한 모터 유형은 다양한 용도로 사용됩니다. 스테퍼 모터는 정밀도가 뛰어납니다.

스테퍼 모터에 대한 빠른 FAQ