제어기기의 특성 및 시험

전기기사 필기 2003년 3회 59번

Q문제

다음 중 서보모터가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

기동토크가 클 것

서보모터는 정지 상태에서 부하를 신속하게 구동하기 위해 매우 큰 기동 토크가 요구됩니다.

토크속도곡선이 수하특성을 가질 것

속도가 증가함에 따라 토크가 감소하는 수하특성은 제어 시스템의 안정성을 확보하는 데 필수적입니다.

회전자를 굵고 짧게 할 것

서보모터는 빠른 응답성(속응성)을 위해 회전자의 관성 모멘트를 최소화해야 하므로 회전자를 가늘고 길게 설계해야 합니다.

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Step 1: 서보모터의 성능은 입력 신호에 대해 얼마나 민첩하게 반응하느냐에 따라 결정되며, 이를 위해 회전부의 관성을 줄이는 것이 핵심입니다.

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Step 2: 관성 모멘트는 회전자 직경의 제곱에 비례하여 커지기 때문에, 직경을 작게(가늘게) 하고 길이를 길게 하여 필요한 토크를 확보하면서도 관성을 낮춥니다.

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Step 3: 따라서 회전자를 굵고 짧게 만드는 것은 관성을 크게 하여 급가속 및 급감속 제어 성능을 저하시키므로 서보모터의 조건으로 부적절합니다.

전압이 0 이 되었을 때 신속하게 정지할 것

제어 신호가 사라졌을 때 관성에 의해 계속 회전하는 현상을 방지해야 정밀한 위치 제어가 가능합니다.

서보모터의 회전자를 가늘고 길게 만드는 이유는 무엇인가요?

회전자의 직경을 줄여 관성 모멘트를 최소화함으로써 급가속 및 급감속 시의 응답 속도를 높이기 위함입니다.

토크-속도 곡선의 수하특성이 왜 중요한가요?

수하특성은 속도가 상승할 때 토크가 줄어드는 특성으로, 제어계 내에서 댐핑 역할을 수행하여 시스템의 오버슈트를 방지하고 안정적인 운전을 돕습니다.