스테퍼 모터서보 모터보다 저렴한 이점을 가진 이산 모션 장치입니다. 서보 모터는 기계 에너지와 전기 에너지를 변환하는 장치입니다. 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 모터를 "발전기"라고 하고, 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 모터를 "모터"라고 합니다. 스테퍼 모터와 서보 모터는 자동화 장비의 움직임과 이동 방향을 정밀하게 제어할 수 있는 모션 제어 제품으로, 주로 자동화 장비 제조에 사용됩니다.
스테퍼 모터 로터에는 리액티브(VR형), 영구 자석(PM형), 하이브리드(HB형)의 세 가지 유형이 있습니다. 1) 리액티브(VR형): 로터 톱니가 있는 기어입니다. 2) 영구 자석(PM형): 영구 자석이 있는 로터입니다. 3) 하이브리드(HB형): 영구 자석과 로터 톱니가 모두 있는 기어입니다. 스테퍼 모터는 스테이터에 권선을 감는 방식에 따라 2상, 3상, 5상 직렬로 분류됩니다. 스테이터가 두 개인 모터는 2상 모터, 스테이터가 다섯 개인 모터는 5상 모터라고 합니다. 스테퍼 모터의 위상과 비트 수가 많을수록 정밀도가 높아집니다.
HB 모터는 매우 정밀한 작은 증분형 스텝 모션을 구현할 수 있는 반면, PM 모터는 일반적으로 높은 제어 정확도를 요구하지 않습니다.HB 모터복잡하고 정밀한 선형 모션 제어 요구 사항을 충족할 수 있습니다. PM 모터는 토크와 부피가 비교적 작고, 일반적으로 높은 제어 정확도를 요구하지 않으며, 비용 측면에서 경제적입니다. 산업: 섬유 기계, 식품 포장. 생산 공정 및 모터 제어 정확도 측면에서,HB 스테퍼 모터PM 스테퍼 모터보다 고급입니다.
스테퍼 모터와 서보 모터는 모두 모션 제어 제품이지만, 제품 성능은 서로 다릅니다. 스테퍼 모터는 명령을 받아 스텝을 실행하는 개별 모션 장치입니다. 스테퍼 모터는 입력 펄스 신호를 각 변위로 변환합니다. 스테퍼 모터 드라이버는 펄스 신호를 수신하면 스테퍼 모터를 설정된 방향으로 고정된 각도만큼 회전시킵니다. 서보 모터는 전기 신호를 토크와 속도로 변환하여 제어 대상을 구동하는 서보 시스템으로, 속도와 위치 정확도를 제어할 수 있습니다.
✓ 스테퍼 모터와 서보 모터는 저주파 특성, 모멘트 주파수 특성 및 과부하 용량 측면에서 매우 다릅니다.
제어 정확도: 스테퍼 모터의 위상과 행이 많을수록 정확도가 높아집니다. AC 서보 모터의 제어 정확도는 모터 샤프트 후단의 회전 인코더에 의해 보장되며, 인코더 스케일이 많을수록 정확도가 높아집니다.
✓ 저주파 특성: 스테퍼 모터는 저속에서 저주파 진동 현상이 발생하기 쉽습니다. 이 저주파 진동 현상은 스테퍼 모터의 작동 원리에 의해 결정되며, 기계의 정상적인 작동에 해롭습니다. 따라서 일반적으로 댐핑 기술을 사용하여 저주파 진동 현상을 극복합니다. AC 서보 시스템은 공진 억제 기능을 갖추고 있어 기계의 강성 부족을 보완할 수 있습니다. 저속에서도 작동이 매우 부드럽고 진동 현상이 발생하지 않습니다.
✓ 토크-주파수 특성: 스테퍼 모터의 출력 토크는 속도가 증가함에 따라 감소하므로 최대 작동 속도는 300-600RPM입니다. 서보 모터는 정격 속도(일반적으로 2000-3000RPM)까지 정격 토크를 출력할 수 있으며 정격 속도 이상에서는 일정한 전력 출력이 됩니다.
✓ 과부하 보호 기능: 스테퍼 모터는 과부하 보호 기능이 없지만, 서보 모터는 강력한 과부하 보호 기능을 가지고 있습니다.
✓ 응답 성능: 스테퍼 모터는 정지 상태에서 작동 속도(분당 수백 회전)까지 가속하는 데 200~400ms가 걸립니다. 반면 AC 서보는 가속 성능이 더 뛰어나 빠른 시동/정지가 필요한 제어 상황에 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 파나소닉 MASA 400W AC 서보는 정지 상태에서 정격 속도인 3000RPM까지 단 몇 밀리초 만에 가속합니다.
동작 성능: 스테퍼 모터는 개방 루프 제어로, 기동 주파수가 너무 높거나 부하가 너무 크면 스텝 손실이나 차단이 발생하기 쉽고, 정지 시 속도가 너무 높으면 오버슈트가 발생합니다. AC 서보는 폐쇄 루프 제어로, 드라이버가 모터 인코더 피드백 신호를 직접 샘플링할 수 있으므로, 일반적으로 스테퍼 모터의 스텝 손실이나 오버슈트가 발생하지 않아 제어 성능이 더욱 안정적입니다.
AC 서보는 성능 면에서 스테퍼 모터보다 우수하지만, 가격이 저렴하다는 장점이 있습니다. AC 서보는 응답 속도, 과부하 용량, 구동 성능 면에서 스테퍼 모터보다 우수하지만, 비용 대비 성능의 이점 때문에 덜 까다로운 일부 상황에서 사용됩니다. 폐루프 기술을 사용하면 폐루프 스테퍼 모터는 뛰어난 정확도와 효율을 제공하여 서보 모터의 성능을 어느 정도 구현할 수 있으면서도 가격이 저렴하다는 장점이 있습니다.
미래를 내다보고 신흥 분야를 개척하십시오. 스테퍼 모터 응용 분야는 구조적 변화를 겪으며 기존 시장은 포화 상태에 도달하고 새로운 산업이 부상하고 있습니다. 회사의 제어 모터 및 구동 시스템 제품은 의료 기기, 서비스 로봇, 산업 자동화, 정보 통신, 보안 등 신흥 산업에 깊이 자리 잡고 있으며, 이러한 산업들은 전체 사업에서 비교적 큰 비중을 차지하며 빠르게 성장하고 있습니다. 스테퍼 모터 수요는 경제, 기술, 산업 자동화 수준, 그리고 스테퍼 모터 자체의 기술 개발 수준과 관련이 있습니다. 사무 자동화, 디지털 카메라, 가전제품과 같은 기존 산업 시장은 포화 상태에 도달했지만, 3D 프린팅, 태양광 발전, 의료 장비, 자동차 애플리케이션과 같은 새로운 산업이 계속해서 부상하고 있습니다.
| 전지 | 특정 응용 프로그램 |
| 사무 자동화 | 프린터, 스캐너, 복사기, MFP 등 |
| 무대 조명 | 조명 방향 제어, 초점, 색상 변화, 스팟 제어, 조명 효과 등. |
| 은행업 | ATM기, 지폐 인쇄기, 은행 카드 제작기, 화폐 계수기 등 |
| 의료 | CT 스캐너, 혈액학 분석기, 생화학 분석기 등 |
| 산업 | 섬유기계, 포장기계, 로봇, 컨베이어, 조립라인, 배치기계 등 |
| 의사소통 | 신호 조절, 모바일 안테나 위치 지정 등 |
| 보안 | 감시 카메라의 동작 제어. |
| 자동차 | 오일/가스 밸브 제어, 조명 조향 시스템. |
신흥 산업 1: 3D 프린팅은 R&D 기술 분야에서 획기적인 발전을 거듭하며 다운스트림(downstream) 분야의 적용 범위를 확대하고 있으며, 국내외 시장은 약 30%의 성장률을 보이고 있습니다. 3D 프린팅은 디지털 모델을 기반으로 재료를 층층이 쌓아 물리적인 물체를 제작합니다. 모터는 3D 프린터의 중요한 동력 부품으로, 모터의 정확도는 3D 프린팅의 성능에 영향을 미치며, 일반적으로 스테퍼 모터를 사용합니다. 2019년 전 세계 3D 프린팅 산업 규모는 120억 달러로 전년 대비 30% 성장했습니다.
떠오르는 산업 2: 모바일 로봇은 컴퓨터로 제어되며, 이동, 자동 탐색, 다중 센서 제어, 네트워크 상호 작용 등의 기능을 갖추고 있습니다. 실제 생산에서 가장 중요한 용도는 취급이며, 표준화가 많이 되어 있지 않습니다.
모바일 로봇의 구동 모듈에는 스테퍼 모터가 사용되며, 주요 구동 구조는 구동 모터와 감속기(기어박스)로 구성됩니다. 국내 산업용 로봇 산업은 해외에 비해 늦게 시작되었지만, 모바일 로봇 분야에서는 이미 해외를 앞서 나가고 있습니다. 현재 모바일 로봇의 핵심 부품은 대부분 국내에서 생산되고 있으며, 국내 기업들은 모든 측면에서 정확도 요구 사항을 기본적으로 충족하고 있어 해외 경쟁 기업은 상대적으로 적습니다.
2019년 중국 모바일 로봇 시장 규모는 약 62억 달러로 전년 대비 45% 성장할 것으로 예상됩니다. 청소 효율이 크게 향상된 전문 청소 로봇이 국제적으로 출시되었습니다. 2018년에는 휴머노이드 로봇 출시에 이어 "세컨드 로봇"이 출시되었습니다. "세컨드 로봇"은 장애물, 계단, 사람의 움직임을 감지하는 여러 센서를 탑재한 지능형 상업용 진공 청소 로봇입니다. 한 번 충전으로 3시간 동안 작동하며 최대 1,500제곱미터까지 청소할 수 있습니다. "세컨드 로봇"은 청소 직원의 일상 업무 대부분을 대체할 수 있으며, 기존 청소 작업 외에도 진공 청소 및 청소 빈도를 높일 수 있습니다.
신흥 산업 3: 5G 도입으로 통신 기지국용 안테나 수가 증가하고 필요한 모터 수도 증가하고 있습니다. 일반적으로 일반 통신 기지국에는 안테나 3개, 4G 기지국에는 4~6개가 필요하며, 5G 애플리케이션은 기존 휴대폰 통신 및 IoT 통신 애플리케이션을 지원해야 하므로 기지국 및 안테나 수가 더욱 증가하고 있습니다. 기어박스 구성 요소를 갖춘 제어 모터 제품은 기지국 안테나 공장의 주요 맞춤형 개발품으로 자리 잡고 있습니다. 각 ESC 안테나에는 기어박스가 장착된 제어 모터가 하나씩 사용됩니다.
2019년 4G 기지국 수는 172만 개가 증가했으며, 5G 건설이 새로운 순환을 열 것으로 예상됩니다. 2019년 중국 내 이동통신 기지국 수는 841만 개에 달했으며, 그중 544만 개가 4G 기지국으로 전체의 65%를 차지했습니다. 2019년 신규 4G 기지국 수는 172만 개 증가하여 2015년 이후 가장 많은 증가를 기록했습니다. 이는 주로 1) 농촌 지역 사각지대를 커버하기 위한 네트워크 확장, 2) 핵심 네트워크 용량 업그레이드를 통해 5G 네트워크 구축 기반을 마련했기 때문입니다. 중국은 2019년 6월에 5G 상용 허가증을 발급할 예정이며, 2020년 5월까지 전국적으로 25만 개 이상의 5G 기지국이 개통될 예정입니다.
신흥 산업 5: 의료기기는 스테퍼 모터의 주요 적용 분야 중 하나이며, Vic-Tech가 깊이 관여하고 있는 분야 중 하나입니다. 금속에서 플라스틱에 이르기까지 의료기기는 생산 과정에서 높은 수준의 정밀성을 요구합니다. 많은 의료기기 제조업체는 정확도 요건을 충족하기 위해 서보 모터를 사용합니다. 하지만 스테퍼 모터는 서보 모터보다 경제적이고 크기가 작으며, 정확도가 일부 의료기기의 요구 사항을 충족할 수 있기 때문에 의료기기 제조 산업에서 스테퍼 모터가 사용되고 있으며, 심지어 일부 서보 모터를 대체하기도 합니다.
게시 시간: 2023년 5월 19일