스테퍼 모터는 어떻게 감속합니까?

액추에이터로서,스테퍼 모터메카트로닉스의 핵심 제품 중 하나인 스테퍼 모터는 다양한 자동화 제어 시스템에 널리 사용됩니다. 마이크로 전자공학 및 정밀 제조 기술의 발전과 함께 스테퍼 모터에 대한 수요가 날로 증가하고 있으며, 스테퍼 모터와 기어 변속 메커니즘을 결합한 감속 기어박스 또한 점점 더 많은 응용 분야에서 볼 수 있습니다. 오늘 우리는 소형 전자 기기부터 소형 전자 기기에 이르기까지 모든 사람들이 함께 이러한 감속 기어 변속 메커니즘을 이해할 수 있도록 하겠습니다.

 

스테퍼 모터는 어떻게 감속합니까?

스테퍼 모터는 일반적으로 널리 사용되는 구동 모터로, 이상적인 전달 효과를 얻기 위해 감속 장비와 함께 사용되는 경우가 많습니다. 스테퍼 모터에 일반적으로 사용되는 감속 장비 및 방법에는 감속 기어박스, 엔코더, 컨트롤러, 펄스 신호 등이 있습니다.

 

펄스 신호 감속:스테퍼 모터의 회전 속도는 입력 펄스 신호의 변화에 ​​따라 달라집니다. 이론적으로 드라이버에 펄스를 입력하면 스테퍼 모터는 스텝 각도(세분화된 스텝 각도)만큼 회전합니다. 그러나 실제로 펄스 신호의 변화 속도가 너무 빠르면 스테퍼 모터 내부의 역전위 감쇠 효과로 인해 회전자와 고정자 사이의 자기 응답이 전기 신호의 변화를 따라가지 못하여 블록킹 및 스텝 손실이 발생할 수 있습니다.

 

감속기 감속:스테퍼 모터는 감속 기어박스와 함께 사용됩니다. 스테퍼 모터는 고속 출력을 내지만 토크는 낮습니다. 감속 기어박스에 연결되면 기어박스 내부의 감속 기어 세트가 맞물려 감속비에 의해 동력을 전달합니다. 이를 통해 스테퍼 모터의 고속 출력이 감소하고 전달 토크가 향상되어 이상적인 전달 효과를 얻을 수 있습니다. 감속 효과는 기어박스의 감속비에 따라 달라지며, 감속비가 클수록 출력 속도는 작아지고, 반대로 감속비가 작을수록 출력 속도는 커집니다.

 

곡선 지수 제어 속도:지수 곡선은 소프트웨어 프로그래밍에서 먼저 계산된 시간 상수를 컴퓨터 메모리에 저장한 다음, 작동 시 선택하도록 합니다. 일반적으로 스테퍼 모터의 가속 및 감속 시간은 300ms 이상입니다. 가속 및 감속 시간을 너무 짧게 설정하면 대부분의 스테퍼 모터에서 고속 회전을 구현하기 어렵습니다.

 

인코더 제어 감속:간단하고 실용적인 제어 방법인 PID 제어는 스테퍼 모터 구동에 널리 적용되고 있습니다. 이는 주어진 값 r(t)와 실제 출력 값 c(t)를 기반으로 제어 편차 e(t)를 생성하며, 이는 제어량과 제어 대상의 선형 조합을 통해 비례, 적분, 미분 편차를 나타냅니다. 본 논문에서는 2상 하이브리드 스테퍼 모터에 통합된 위치 센서를 사용하여 위치 검출기와 벡터 제어를 기반으로 하는 자동 조절 가능한 PI 속도 제어기를 설계하고, 다양한 작동 조건에서도 만족스러운 과도 응답 특성을 제공합니다. 스테퍼 모터의 수학적 모델을 기반으로 스테퍼 모터의 PID 제어 시스템을 설계하고, PID 제어 알고리즘을 사용하여 제어량을 얻어 모터의 움직임을 지정된 위치로 제어합니다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 제어 시스템의 우수한 동적 응답 특성을 검증합니다. PID 제어기는 구조가 간단하고 강건성 및 신뢰성이 높다는 장점이 있지만, 시스템 내의 불확실한 정보를 효과적으로 처리하지 못하는 한계가 있습니다.

 

스테퍼 모터는 어떤 감속기와 조합할 수 있나요? 스테퍼 모터와 기어박스를 함께 선택할 때 이러한 요소들을 고려해야 하며, 어떤 종류의 기어박스를 함께 사용할 수 있을까요?

 

1. 감속기가 있는 스테퍼 모터의 이유

 

스테퍼 모터는 스테퍼 모터 구동 회로의 입력 펄스를 변경하는 등 고정자 위상 전류의 주파수를 전환하여 저속으로 회전시킵니다. 저속 스테퍼 모터는 스텝 명령을 기다리는 동안 회전자가 정지된 상태이며, 저속 스텝 동작 시 속도 변동이 매우 큽니다. 이때 고속 동작으로 전환하면 속도 변동 문제는 해결할 수 있지만 토크가 부족해집니다. 즉, 저속에서는 토크 변동이 크고, 고속에서는 토크가 부족하여 감속기를 사용해야 합니다.

 

2. 스테퍼 모터는 종종 감속기와 함께 사용됩니다.

 

감속기는 기어 구동, 웜 구동, 기어-웜 구동 등의 종류로, 견고한 케이스에 내장되어 있으며, 원동기와 공작물 또는 액추에이터 사이에 속도와 토크를 조절하는 데 주로 사용됩니다. 감속기는 종류가 매우 다양하며, 구동 방식에 따라 기어 감속기, 웜 기어 감속기, 유성 기어 감속기로 나눌 수 있습니다. 변속 단수에 따라 단단 감속기와 다단 감속기로, 기어 형상에 따라 원통형 기어 감속기, 베벨 기어 감속기, 베벨-원통형 기어 감속기로, 구동 배열 방식에 따라 평행 감속기, 병렬 감속기, 동축 감속기로 구분됩니다. 스테퍼 모터 조립에 사용되는 감속기에는 유성 감속기, 웜 기어 감속기, 평행 기어 감속기, 필라멘트 기어 감속기가 있습니다.

 

 

스테퍼 모터 유성 감속기의 정확도는 어떻습니까?

 

 

감속기의 정밀도는 리턴 클리어런스라고도 합니다. 출력단을 고정하고 입력단을 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시켜 출력단에서 정격 토크 ±2%의 토크를 발생시킬 때, 감속기 입력단에 작은 각변위가 발생하는데, 이 각변위가 리턴 클리어런스입니다. 단위는 "분각(arc minutes)"으로, 1도의 60분의 1입니다. 일반적으로 리턴 클리어런스 값은 기어박스의 출력단을 기준으로 합니다. 스테퍼 모터용 유성 감속기는 높은 강성, 높은 정밀도(단일 단계 1분 이내 달성 가능), 높은 전달 효율(단일 단계 97~98%), 높은 토크/부피비, 무보수 등의 장점을 가지고 있습니다.

 

스테퍼 모터의 구동 정밀도는 조정할 수 없으며, 스테퍼 모터의 회전 각도는 스텝 길이와 펄스 수에 의해 전적으로 결정됩니다. 펄스 수는 완전한 카운트로 계산되며, 수치 자체가 정밀도를 나타내는 개념은 아닙니다. 한 스텝은 한 스텝이고, 두 스텝은 두 스텝입니다. 현재 최적화 가능한 정밀도는 유성 기어박스의 기어 복귀 간극 정밀도입니다.

 

1. 스핀들 정밀도 조정 방법:유성 기어박스 스핀들의 회전 정밀도 조정에서, 스핀들 자체의 가공 오차가 요구 조건을 충족한다면, 감속기 스핀들의 회전 정밀도는 일반적으로 베어링에 의해 결정됩니다. 스핀들 회전 정밀도 조정의 핵심은 베어링 간극을 조정하는 것입니다. 적절한 베어링 간극을 유지하는 것은 스핀들 부품의 성능과 베어링 수명에 매우 중요합니다. 구름 베어링의 경우, 간극이 크면 힘의 방향으로 구름체에 하중이 집중될 뿐만 아니라 베어링 내륜과 외륜 궤도면 접촉부에 심각한 응력 집중 현상이 발생하여 베어링 수명이 단축되고, 스핀들 중심선 이탈 및 스핀들 부품의 진동을 유발하기 쉽습니다. 따라서 구름 베어링 조정 시에는 예압을 가하여 베어링 내부에 일정량의 간섭을 발생시켜 구름체와 내륜 및 외륜 궤도면 접촉부에 탄성 변형을 발생시켜 베어링의 강성을 향상시켜야 합니다.

2. 조정 간격 방법:유성 기어박스는 작동 과정에서 마찰이 발생하여 부품 간 크기, 모양 및 표면 품질의 변화와 마모를 초래하고, 결과적으로 부품 간 간격이 증가합니다. 따라서 부품 간 상대 운동의 정확성을 보장하기 위해 적절한 범위의 조정이 필요합니다.

 

3. 오류 보정 방법:부품 자체의 오차는 적절한 조립을 통해 발생하며, 길들이기 기간 동안 상호 오프셋 현상이 발생하지 않도록 하여 장비 이동 궤적의 정확성을 보장합니다.

 

1. 종합 보상 방식:가공을 위해 감속기 자체에 설치된 공구는 작업대의 정확한 조정을 통해 옮겨져 오차로 인한 정확도 저하 결과를 제거했습니다.