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BASIC4MCU | 질문게시판 | 답변 : 스텝모터 드라이버 선정 질문드립니다.

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작성자 master 작성일2022-05-19 06:56 조회1,209회 댓글1건

본문

	

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여러 회사에서 만들테지만 특성이 비슷 할겁니다.

기계적인 특성은 토크로 결정되고, 위 제조사 경우 3종류가 있고, 이에 따른 모델명도 17,22,31로 구분됩니다.

이 중 가장 적은 토크인 모델명 17로 스펙을 체크 해보겠습니다.

데이터시트에 보면 정격전압이 나와있지 않습니다.

하지만 옴의 법칙을 사용하면 계산이 가능하죠

2.1A  * 1.2옴 = 2.52V,  2.52V * 2.1A = 5.292W

4.2A  * 0.3옴 = 1.26V,  1.26V * 4.2A = 5.292W

1.4A  * 2.8옴 = 3.92V,  3.92V * 1.4A = 5.488W

2.8A  * 0.7옴 = 1.96V,  1.96V * 2.8A = 5.488W

전압과 전류는 달라도 비슷한 토크를 내려면 소비전력(W)은 비슷하게 소모 됨을 알 수 있습니다.

 

이 중 제가 선호하는 모델은 전압이 가장높은 3.92V 제품입니다.(1.4A 2.8옴)

사실은 이보다 전압이 더 높은 제품이 있는지 유심히 찾아봅니다.

어떤 제품은 크기와 모양이 동일한데 3V, 6V, 9V 제품이 있습니다.

3V 3A/ 6V 1.5A/ 9V 1A / 이런식으로 세 종류의 제품이 있는 경우가 더러 있죠

12V로 구동하기에 전압차이가 적은 9V가 좋고, 전류 또한 가장 적습니다. (W는 모두 9W로 동일)

3V 스텝모터를 12V 전압으로 구동하면 무슨 문제가 있는지를 이해해야겠죠?

전압차이 9V는 드라이버모듈 내부에서 스위칭 방식의 전원회로가 들어있지 않는 이상 모두 발열로 낭비됩니다.

모터에서 발열하고, 드라이버모듈에서 발열하고 제품 수명만 짧아지며 전원장치 전류용량만 키우죠

//

 

4.2A  * 0.3옴 = 1.26V,  1.26V * 4.2A = 5.292W

이 제품을 사용하는 것 같은데요
12V를 인가했을 경우
12V/0.3옴=40A
드라이버 모듈에는 전류제한 노브(반고정 가변저항)이 있는 제품이 있습니다.
전류제한을 해서 4A 이하로 흐르도록 설정하지 않으면 40A까지는 흐르지 않더라도 상당한 과전류가 흐르게 됩니다.
이론적으로는 모터에 40A가 흘러야 하지만
드라이버모듈의 능력부족으로 인해서 전류가 제한되게 됩니다.
아뭏든 드라이버 모듈에 과전류가 흐르고, 모터에 과전류가 흐르고, 전원장치에도 과전류가 흐르게 됩니다.
40A까지는 아니더라도 4A 보다 훨씬 큰 전류가 흐릅니다.

여기에, 아두이노 스텝모터 라이브러리는 2상여자 방식으로 구동 되는 것 같은데, 위에 적은 전류의 2배 전류가 흐르게 됩니다.
1상여자란 코일 1개에 전류가 흐르는 것이고
2상여자란 코일 2개에 전류가 흐르는 것인데
코일 2개에 전류가 흐르면 상(코일)당 4.2A인 스텝모터의 전체 전류는 8.2A가 흐르고, 전원장치도 8.2A 이상을 준비해야 합니다.
그러나 위에서 언급한 것처럼 상당 4A가 훨씬넘는 전류가 흐른다고 적었고, 전원장치 전류를 얼마만큼 준비해야 할런지는 예상도 안됩니다.
//
1.41배? 는 어디에 나온 말인지 모르겠고요
드라이버 모듈의 전류용량은 실제(모터스펙이 아닌 실제 흐르는) 전류의 2배 이상을 준비하는 것이 좋습니다.
장시간 구동한다면 여유가 많을 수록 좋으며, 발열처리도 잘 되어 있어야 합니다.
예를들어서 6A가 흐른다고 하면 10A 드라이버 모듈을 구입해야 합니다.
판매하는 제품에는 6A와 10A를 찾을 수 있을겁니다.
6A는 고장날 가능성이 농후하고, 10A 이상은 고가인데다가 찾기도 어려워서 선택의 여지가 없이 10A 밖에 없죠
20A가 있으면 20A가 더 좋습니다.
게다가 지금처럼 전압(저항)이 낮은 스텝모터라면 과전류가 흐를테니 전류제한 가변저항이 있는 제품을 반드시 사용해야 합니다.
20A 드라이버를 사용하더라도 전류는 10A 드라이버와 동일하게 흐르며 (전압과 저항이 같으면 전류도 동일함)
드라이버의 전류 능력이 좋으면 모터 기동전류도 신경쓰이지 않고, 발열처리가 더 잘되어 있죠
전기 전자 제품은 발열을 줄여야지 수명이 길어집니다.
//
데이터시트 중
NEMA23-31-01SD-AMT112S 1.8 1.40 4.5
이 제품의 저항이 가정 큽니다. 1.4A * 4.5옴 = 6.3V
전압이 높은 제품은 판매가 적어서 구입하기가 조금 더 어려운데  이 회사 제품 중에서는 이 모델이 12V로 구동하기에 가장 좋습니다.
//

여기에 보면 9V 0.6A 15옴 제품이 보입니다.
동일하게 5.4W인데도 전류는 0.6A 밖에 흐르지 않으며, 12V와 전압 차이가 적어서 더 좋습니다.
드라이버 모듈에도 약간의 전압강하가 걸리므로 모터정격보다 조금 높은 전압을 걸어주는 것이 모터 최대 토크를 쓸 수 있는 방법입니다.
부하가 크지 않고, 고속으로 돌릴 필요가 없다면 모터 정격전압보다 낮은 전압으로 구동 할 수도 있습니다.

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댓글 1

조회수 1,209

아흐흑님의 댓글

아흐흑 작성일

정성스런 답변 정말 감사드립니다. ㅜㅜ
제가 전혀 지식이 없는 상태에서 이상한 시도를 했나보네요 ㅜㅜ
조금씩 정독해 나가면서 공부해 보겠습니다.
정말 감사합니다~!

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