스테퍼모터

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스테퍼모터(Stepper motor, 스텝모터 혹은 스테핑모터)란 한 바퀴의 회전을 많은 수의 스텝들로 나눌 수 있는 브러쉬리스 직류 전기 모터이다. 모터의 위치는 모터가 적절하게 장치에 설치되어 있는 한, 어떤 피드백 장치 없이도 아주 정확하게 조절이 가능하다.

변환 저항 모터란 보통 극성 변환수치가 줄어들고, 폐쇄되어 반복적으로 정류되는 아주 거대한 스테핑 모터를 말한다.

작동의 기본원리[편집]

직류 브러쉬 모터는 전극의 전압이 적용됨에 따라 연속적으로 회전하는 반면에, 스텝모터는 효과적으로 다수의 톱니모양 전자석이 금속기어를 중심으로 주변에 매치되어 있다. 이때, 전자석은 마이크로컨트롤러(Microcontoroller)같은 외부 제어 회로로부터 전류를 받아 작동한다. 모터의 한축을 돌리기 위해선 일단 한 전자석이 전력을 받게 하여 기어의 톱니를 전자석으로 끌어당기게 한다. 첫 번째 전자석에 기어의 톱니가 일직선으로 맞춰지면 기어는 서서히 다음 전자석으로 치우쳐지게 된다. 따라서 다음 전자석이 전력을 받게되면 이전의 전자석은 꺼지게 되며, 기어의 톱니는 다음 전자석에 일직선이 되며, 이런 작용들을 반복시킨다. 이때, 회전의 각각 작용을 '스텝'이라 하며 수많은 스텝들이 전체의 회전을 만들어 낸다. 이를 통해서 모터는 정밀한 각각으로 회전될 수 있다.

스테퍼 모터의 특징[편집]

2상 스테퍼 모터[편집]

단극 모터와 양극모터에는 두가지 다른 전자력 코일을 감는 방식이 있다.

단극 모터[편집]

단극 모터는 각 상 별로 중심 분기에 하나의 코일이 감겨있다. 각각의 감겨있는 부분은 각각의 자기장의 방향에 따라 뒤바뀐다. 이러한 배치에 의해 전류의 방향을 바꿀 필요 없이 하나의 자기 극은 다른 극으로 뒤바뀔 수 있기 때문에, 각각의 코일들에서 통신 회로는 아주 간단하게 구성된다(예를 들면 하나의 트랜지스터). 대개, 주어진 상에서 각각의 코일마다 중심분기가 사용된다. 예를 들면, 하나의 상 별로 3개의 전선이 만들어짐으로, 기본적인 2상 모터에서는 6개의 선이 나오게 되는 것이다. 많은 경우에 이러한 2상 모터의 중심 분기들은 내부적으로 연결되어 있기 때문에, 모터는 5개의 선만을 가진다.

양극 모터[편집]

다상 스테퍼 모터[편집]

스테퍼 모터 구동회로[편집]

L/R 구동회로[편집]

초퍼 구동회로[편집]

상별 전류파의 모습[편집]

전류파[편집]

한스텝[편집]

반스텝[편집]

마이크로 스텝[편집]

학설[편집]

풀인 토르크[편집]

풀아웃 토르크[편집]

멈춤 토르크[편집]

스테퍼 모터의 평가와 사양[편집]

활용예[편집]

컴퓨터로부터 제어되는 스텝모터는 동작제어 위치결정 시스템(Motion-Control positioning System)에 이용된다. 그들은 대부분 개방 루프 시스템(Open Loop System)의 홀딩(holding), 위치선정(positioning) 기능을 계수(Digital)적으로 제어한다. 스텝모터는 레이저나 광학 분야에서 정밀한 위치선정이 필요한 장비에 이용된다. 이에는 리니어 액추에이터(linear actuator), 리니어 스테이지(linear stage), 로테이션 스테이지(rotation stages), 고니오미터(goniometers), 미러 마운트(mirror mounts) 등 이있다. 그 외에도 포장기계나, 유체 제어 시스템(fluid control systems)의 벨브 안내봉 스테이지(Valve Pilot Stages)의 위치선정에 이용된다. 또한 상업적으로는 플로피 디스크 드라이브(Floppy Disk Drivies), 평면 이미지 스캐너(Flatbed Image Scanner), 컴퓨터 프린터(Computer Printers), 플로터(Plotters), 슬롯머신(Slot Machines), CD 드라이브(Compact Disc Drives), 지능형 조명(intelligent lighting)등 다양한 장치에 이용된다.