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29 | 선형 액추에이터와 선형 모터는 직선 운동을 제공하는 방식으로서 둘 다 유압 및 공압 방식보다 더 정밀하고 효율적이며 다용도입니다. 직선 운동을 응용하는 방법이 점점 더 정교해지고 까다로워짐에 따라 이와 같은 장점이 점점 더 중요해지고 있습니다. 또한 고압 가스나 액체를 사용하지 않으므로 더 안전하고 환경 친화적인 경향이 있습니다. 공압 및 유압 직선 운동 방식이 모두 제 역할을 할 수 있는 틈새 영역도 여전히 존재합니다. 예를 들어, 공기는 전기나 액체보다 덜 위험하므로 위험하고 가연성 물질이 사용되는 구역에는 공압 모터를 설치하는 경우가 많고, 큰 힘과 빠른 속도가 동시에 필요한 애플리케이션에는 유압 선형 액추에이터가 이상적입니다. 위치 지정 픽 앤 플레이스 기계, 프린터, 로봇, 전동 공구 등의 고도로 정밀한 위치 잡기 기능이 필요한 애플리케이션에도 모터를 배치할 수 있습니다. 위치 잡기 애플리케이션에 전통적인 모터 설계를 사용할 수 있지만, 그 정확도는 일반적으로 해당 목적으로 설계된 모터만큼 뛰어나지 않습니다. 앞서 언급한 위치 선형 모터 설계 외에도, 스테퍼 모터와 서보 모터라는 두 가지 다른 유형의 모터가 위치 애플리케이션에 널리 사용됩니다. 스테퍼 모터 스테퍼 모터는 이 시리즈의 이전 기사에서 집중 조명한 모터를 개량한 것이지만 위치 정밀도를 위해 특별히 설계되었습니다. BLDC 모터, 가변 릴럭턴스 모터, 하이브리드 동기식 모터를 기반으로 설계되는 경우가 가장 많습니다. 이러한 모터는 효과적인 위치 잡기 장치가 될 수 있지만, 정확도는 사용된 각도 센서의 품질에 따라 달라집니다. 스테퍼 모터는 최대 유지 토크를 갖도록 설계된 반면, 전통적인 모터 설계는 연속 동작을 목표로 합니다. 최대 유지 토크를 얻기 위해 고정자 전자석에는 더 강한 자기장을 제공하도록 코일이 추가로 감긴 권선이 있습니다. 자기장은 강해지면 역기전력도 더 많이 발생하는 단점이 있으며, 이는 곧 설계 장치의 최대 속도가 감소함을 의미합니다. 부하에 관계없이 권선에는 항상 최대 전류가 공급되며, 그에 따라 열이 발생합니다. 스테퍼 모터는 대개 과도한 열로 인해 회전자에 있는 자석이 소자되지 않도록 특별히 주의하여 설계해야 합니다. 스테퍼 모터와 BLDC 모터 설계의 또 다른 주요한 물리적 차이점은 스테퍼 모터는 회전자에 극이 더 많다는 점입니다(그림 3). 극 수가 많을수록 모터가 360°로 1회전하는 데 더 많은 스텝을 거칠 수 있습니다. 보통 30° 단위로 12스텝부터 1.8° 단위로 200스텝까지 다양하게 구성할 수 있습니다. 그러나 극 수가 늘어날수록 모터 가격이 비싸지고, 사용 가능한 토크의 양이 감소하며, 스테퍼 모터 토크는 본질적으로 속도가 높아질수록 감소한다는 단점이 있습니다. 이론적으로는 컨트롤러가 항상 회전자의 위치를 알고 있으므로 피드백 루프가 필요 없고, 스테퍼 모터는 개방형 루프 시스템으로 작동할 수 있습니다. 그러나 실제로 스테퍼 모터 설계 시 과도한 속도, 부하 및 기타 문제(예: 진동, 온도 변화, 부하 변동, 기계적 마모)로 인해 미끄러질 가능성 때문에 회전자 위치를 감지하는 센서를 사용하는 경우가 많습니다. 또는 리셋 모드로 부하를 알려진 위치로 주기적으로 되돌릴 수 있습니다. 그림 3: 스테퍼 모터의 분해도에는 회전자에 있는 많은 극이 표시되어 있어 모터를 사용해 더 정 확한 위치를 잡을 수 있습니다. (출처: Madalin/stock.adobe.com)