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hwp스테핑 모터를 구조면에서 분류하면 가변 릴럭턴스형(VR형 : Variable Reluctance type), 영구자석형(Permanent magnet type) 및 하이브리형(Hybrid type)의 세 가지 형태로 대별된다.
(1) VR형
(2) 영구자석형 스테핑 모터
(3) 하이브리드형 스테핑 모터
2. 코딩
3. 결과설명
스테핑 모터를 구조면에서 분류하면 가변 릴럭턴스형(VR형 : Variable Reluctance type), 영구자석형(Permanent magnet type) 및 하이브리형(Hybrid type)의 세 가지 형태로 대별된다.
(1) VR형
VR형 모터의 상수로는 3, 4, 5가 있다. 가장 널리 사용되는 하이브리형 모터는 2상 모터이지만 3상과 5상도 있다. 회전자 치수 가 많은 것은 50 혹은 100인 것도 있다. 2상 하이브리형 혹은 4상 VR 모터의 표준품은 200 스테핑이다. 그러나, 단순한 PM 형 모터에서의 스테핑 각은 7.5나 15이고, 손목시계에 사용되는 특수모터의 경우에는 180이다.
스테핑 모터의 공극은 구조상 가능하면 적은 것이 좋다. 고정자와 회전자 치 사이의 공극은 체적이 작은 회전자가 높은 토크를 출력해 고정밀도의 위치결정을 하기 위하여 가능하면 짧게 해 준다. 스테핑 모터의 갭 길이는 대략 30∼100㎛이다. 또한, 스테핑 각을 줄이기 위해 극(pole)에 치를 만든다. 스테핑수가 많은 모터에서는 각 극에 적어도 2개 (보통 4개 내지는 5개)의 치가 새겨져 있고 이들 치에 발생하는 자극은 항상 동일하다.
VR형 스테핑 모터의 다른 형식은 다단식으로서 캐스캐이드형이라고도 불린다. 3단으로 된 모터의 전개도를 [그림 1.2]에 나타내었고, [그림 1.3]은 5단식 VR형 모터의 고정자와 회전자를 나타낸다. 이 구조는 단위체적당 회전자에서 큰 토크를 발생하는 것과 효율을 높이는 것으로 알려져 있다.
[그림 1.3] 5단식 VR형 모터의 고정자와 회전자 [그림 1.4] 헤터로폴러 자계를 이용한 다단식 VR형 모터
자계의 모양은 모터축과 수직한 평면에 짝수개의 자계가 나타나는데 이것을 헤터로폴러형(heteroplar, 이극(異極)) 자계라 하며 모터축과 수직한 평면에 한쪽 자극(N극 또는 S극)이 나타나는 형태의 분포를 유니폴러형(unipolar, 단극(單極)이라 한다. 다단식 모터에서는 헤터로폴러 자계를 이용한 형식의 것이 많다.
(2) 영구자석형 스테핑 모터
이 형태는 PM형 스테핑 모터라 부르며 회전자에 영구자석을 이용한 구조의 스테핑 모터이다. 고정자에는 프레스 가공에 의해 톱니기어 형상의 기어극이 이용되며 회전자에는 원주방향으로 여러개의 자석이 이용되고 있는 저가의 모터를 가리키는 경우가 많다. 그 중 캔 타입 모터 또는 인덕터형, 즉 유도자형 모터라고 부르는 빗살모양 극형의 PM 모터가 스테핑 모터의 대부분이다. [그림 1.5]는 이 모터의 외관을 나타내는 부분단면도이다. 그 극부분의 일부를 전개하여 모터측에서 본 그림을 [그림 1.6]에 나타낸다. 이 모터는 7.5˚스테핑의 2상 PM형 스테핑 모터의 예인데 회전자는 12극에 대하여 N-S극이 정현파상으로 분포하여 착자되어 있다. 고정자는 A상 코일이 감겨진 코일틀과 B상 코일이 감긴 코일틀(bobbin) 및 링(ring) 원판의 내주에서 직각으로 되어 발생된 꼬챙이 치상의 빗살모양극을 가진 같은 형상의 4매의 계철판으로 되어 A상 코일틀과 B상 코일틀은 각각 2매의 계철판 사이에 끼워져 있다. A상극과 B상극의 중심선은 서로 전기각으로 90˚(이 경우 기계각 7.5˚) 벗어나 있어서 축방향으로 겹쳐져 있다. 이 모터의 극수는 12이므로 전기각 360˚는 기계각 에 상당한 모터이다. A상 코일에서 상 코일로 여자를 전환할 때 극 중심의 위치가 오른쪽으로 7.5만큼 이동한다.
[그림 1.5] PM형 스테핑 모터 [그림 1.6] 부분 전개도
(3) 하이브리드형 스테핑 모터
회전자에 영구자석을 이용하는 또 다른 형식의 스테핑 모터가 하이브리드형 모터이다. 하이브리드라는 용어는 작은 사이즈에서 높은 토크와 작은 스테핑각을 얻기 위해 PM형 모터와 VR형 모터의 원리를 조합한 것에서 유래한다. 고정자 철심의 구조는 VR형 모터의 구조와 비슷하다. 하이브리드형 모터의 중요한 특징은 회전자의 구조에 있다. [그림 1.7]에서처럼 원통형 또는 원반형의 자석을 회전자 내부에 배치한다. 그리고, [그림 1.8]과 같이 유니폴러 자계가 발생하도록 길이 방향으로 자화한다. 자석의 양단은 치를 새긴 우산 모양의 코어로 한 차례 덮여 있으며 N극측과 S극측에서는 연강부의 치가 반 피치 어긋나 있다.
