강의노트 스테퍼 전동기

스테핑모터(stepping motor)

스텝모터(step motor), 스테퍼전동기(stepper motor)

• 펄스 구동방식의 전동기

• 피드백없이 기계적인 시스템에서 정밀한 위치제아가 필요한 곳에서 사용

적용분야

• 컴퓨터 디스크 드라이브의 헤드 위치 제어,
• 타이프라이터나 프린터에서의 캐리지, 리본, 프린터 헤드, 용지공급의 위치정렬,
• 로봇

입력 펄스당 스텝각은 스테퍼 전동기 구조 및 제어시스템과 관계있다.

$$분해능(resolution) = \dfrac{360°}{\beta}$$

스탭각( step angle $\beta$)

$$\beta = \dfrac{\begin{vmatrix} N_s - N_r\end{vmatrix}}{N_s \cdot N_r} \times 360$$

회전자가 회전한 총 회전각도(deg)는 스텝각과 스텝수의 곱

$$\theta = \beta \times (스텝수)$$

스테핑전동기의 속도($n$)는 스텝각과 스테핑 주파수의 함수이다.

$$n =\dfrac{\beta\times f_{p}}{360}$$

$$f_{p}= 스테핑주파수[pulse/s]$$

구조 및 원리

• 회전자의 위치를 결정하는 자기인력을 발생
• 고정자 및 회전자치가 이루는 자기회로의 자기저항인 릴럭턴스가 회전자의 위치에 따라 가변적이기 때문에 가변릴럭턴스 스테퍼전동기라 한다.
• 릴럭턴스가 최소가 되는 회전자가 정방향 또는 역방향으로 움직인다.

동작순서

• 전동기를 제어하기 위한 입력펄스는 블록F의 필터를 거쳐 양방향 카운터 C로 전달됨. 카운터의 출력비트는 디코더 D의 입력이 됨. 전자스위치 S1, S2, S3와 S4는 입력된 펄스 명령에 따라 권선을 여자시키거나 전원공급을 끊음.

증폭기 A는 디코더에서 나오는 로직레벨의 신호를 트랜지스터 Qa를 커겨나 끄기 위한 적절한 크기의 전압 또는 전류로 변환함. 저항 Rs는 Qa가 꺼질 때 코일에 있던 에너지를 소모시키기 위해 사용됨

반스텝운전

마이크로 스테핑운전

스테퍼전동기 구동회로