브러시리스 모터와 스테퍼 모터의 차이점


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브러시리스 모터와 스테퍼 모터의 작동 원리를 이해한다고 생각하지만 차이점에 대해 약간 혼란 스럽습니다. 브러시리스 DC 모터는 매우 기본적인 스테퍼 모터입니까? 적절한 제어를 통해 브러시리스 DC 모터를 스테퍼 모터로 작동 할 수 있습니까? 그렇지 않다면 어떻게 다릅니 까?

전자 초보자의 경우 누군가 스테퍼 모터와 DC 브러시리스 모터의 유사점과 차이점을 강조 할 수 있습니까?


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이 질문에 대한 답은 아니지만 이 링크 는 Hurst AC 동기식 모터가 "HURST® 스테핑 모터와 동일하게 구성되어 있음"을 나타냅니다.
Tut

답변:


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둘은 근본적으로 동일합니다. 그러나 용도에 따라 다릅니다. 스테퍼 모터는 단계적으로 작동하도록 설계되었습니다. BLDC 모터는 부드러운 움직임을 제공하도록 작동하도록 설계되었습니다.

스테퍼 모터가 모션 제어에 사용되므로, 단계의 반복성이 바람직하다. 즉, 한 단계에서 시작한 다음 다른 단계로 시작한 다음 첫 번째 단계로 돌아 가면 이전 단계로 정확히 돌아가는 것이 이상적입니다. 여러 가지가 이것을 망칠 수 있습니다. 베어링, 마찰 등의 경사. BLDC 모터는 반복성이 아닌 스텝 사이의 부드러운 토크에 최적화되어 있습니다.

스테퍼 모터는 스텝 중 하나에서 기계적 하중을 유지하는 스테퍼의 능력 인 홀딩 토크 를 극대화하도록 설계되었습니다 . 이것은 회전자가 고정자와 정렬 되더라도 권선 전류를 높게 유지함으로써 달성됩니다. 부하가 제자리를 벗어나지 않으면 토크가 발생하지 않기 때문에 많은 에너지를 낭비하지만 피드백 메커니즘이 필요하지 않습니다.

반면에 BLDC는 일반적으로 회전자가 고정자를 지연시키는 상태에서 작동하므로인가 된 전류는 항상 최대 토크를 발생 시키므로 브러시 모터가해야합니다. 더 적은 토크가 필요한 경우 전류가 감소합니다. 이것은 더 효율적이지만, 적용 할 토크의 양을 알아야 부하의 위치를 ​​감지해야합니다. 결과적으로 스테퍼 모터는 일반적으로 항상 최대 전류에서 모터를 작동시키는 추가 열을 수용하기 위해 더 큽니다.

또한 대부분의 응용 분야에서 사람들은 스테퍼가 정밀한 모션 제어를 위해 작은 단계를 수행 할 수있을 것으로 기대합니다. 이것은 많은 수의 자극을 의미합니다. 스테퍼 모터는 일반적으로 회 전당 수백 개의 스텝을 가지고 있습니다. BLDC는 일반적으로 훨씬 적습니다. 예를 들어, 최근에 나는 하드 드라이브에서 BLDC를 가지고 놀고 있었고, 회 전당 4 개의 "단계"를 가지고 있습니다.

스테퍼 모터는 일반적으로 최대 유지 토크를 먼저 설정하고 속도를 2 초로 설정합니다. 이것은 일반적으로 매우 많은 권선의 권선을 의미하며, 이는 전류 단위당 더 강한 자기장을 생성하여 더 많은 토크를 생성합니다. 그러나, 이는 역기전력이 증가하여 단위 전압 당 속도를 감소시킨다.

또한 스테퍼 모터는 일반적으로 90도 간격으로 2 개의 위상으로 구동되는 반면 BLDC는 일반적으로 120도 부분의 3 상을 갖습니다 (두 경우 모두 예외가 있음).

스테퍼 모터
스테퍼 권선

BLDC
BLDC 권선

이러한 차이점에도 불구하고 스테퍼는 BLDC처럼 작동하거나 스테퍼와 같은 BLDC로 작동 할 수 있습니다. 그러나 상충되는 설계 의도로 인해 결과가 최적보다 떨어질 수 있습니다.


내가 본 대부분의 BLDC 컨트롤러는 스테퍼와 동일한 종류의 위치 정확도를 위해 설계되지 않았지만 BLDC 모터가 회전 센서가 제공하는 정밀도를 제어하지 않아야하는 이유가 있습니까? 가능한 빨리 12.25 회전만큼 무언가를 회전하려면 스테퍼가 비관적 가속 프로파일로 구동되어야하지만 BLDC 모터는 스테퍼보다 BLDC 모터가 스테퍼보다 작업을 더 잘 수행 할 수 있어야한다고 생각합니다. 그러한 제한이 없습니다.
supercat

@supercat 특별한 이유가 없습니다. 그러나 BLDC와 회전 센서의 경우 서보는 서보이므로 제어 루프를 위해서는 일종의 피드백 루프가 필요합니다. 브러시 모터로도 마찬가지입니다. 스테퍼는 일반적으로 회전 센서가 없으며 어떤 종류의 피드백 루프없이 구동되므로 (동작 범위의 끝을 찾기위한 리미트 스위치 제외) 위치 정확도를위한 단계를 놓치지 않는 데 의존합니다. 이는 드라이버를 단순화하지만 속도와 토크에 제한을 둡니다.
Phil Frost

스마트 서보 컨트롤러를 사용하면 가장 부드러운 모션을 얻을 수 있지만 BLDC 모터를 12.25 바퀴 움직일 때 특히 매끄러움에 관심이 없다면 스폿에 도달 할 때까지 모터를 앞으로 돌리는 데 특별한 문제가있을 것입니다 대상 직전, 대상 단계로 설정하고 너무 멀리 오버 슈트하면 역행합니까? 스테퍼 모터는 엄청나게 비효율적이지만 로터리 엔코더와 브레이크를 추가하면 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
supercat

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@ supercat 나는 그것이 여전히 서보로 간주한다고 생각합니다. 특히 문제는 없지만 서보 컨트롤러가 "간단한"경우, 아마도 정확하거나 반복 할 수 없거나 같은 비용의 스테퍼만큼 많은 유지 토크, 심지어 "간단한"서보 컨트롤러는 컨트롤러가 전혀 필요하지 않은 스테퍼보다 복잡합니다. 배터리 구동 장치의 경우 스테퍼의 비 효율성이 큰 문제가 될 것이라고 생각하지만 벽에 꽂힌 모든 경우 전력이 저렴하고 풍부합니다.
Phil Frost

유지 토크가 필요한 경우 스테퍼 또는 브레이크를 사용해야합니다. 그러나 효율은 전력 사용의 이유로 중요하지 않습니다. 보다 효율적인 모터는 기계적으로 생산하기 위해 요구되는 것보다 더 많은 전력을 열로 소비 할 수 있어야하는 모터보다 작고 가벼울 수 있습니다. BLDC (또는 간헐적 인 스테퍼)와 로터리 엔코더 및 브레이크의 조합은 많은 경우 동일한 최고 속도와 사용 가능한 토크를 가진 스테퍼 모터보다 작고 가벼우 며 저렴할 수 있다고 생각합니다.
supercat

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스테퍼 모터는 브러시리스 DC 모터의 형태이지만 전체 회전 원을 세분화하는 고정 된 수의 정지 또는 멈춤 쇠를 달성하기 위해 코일과 고정자의 특정 물리적 배열을 갖습니다.

스테퍼 모터의 극 수에 따라 단계 크기 또는 세분화 수 또는 "전체 단계"가 결정됩니다.

그러나, 스테퍼 모터 코일의 에너지 공급에있어서 약간의 발자국이 있기 때문에, 적절한 컨트롤러를 갖춘 현대 스테퍼 모터는 종종 마이크로 스테핑으로 알려진 부분적인 단계로 회전을 제공 할 수 있습니다.

TL; DR : 스테퍼 모터는 (일반적으로) 브러시리스 모터 제품군의 일부입니다.


스위치드 릴럭 턴스 모터 는 표준 BLDC 스테퍼와 약간 다른 형태의 스테퍼 모터입니다.

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