제어기기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2005년 2회 49번

Q문제

다음은 스텝 모터(step motor)의 장점을 나열한 것이다. 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

피드백 루프가 필요 없이 오픈 루프로 손쉽게 속도 및 위치제어를 할 수 있다.

스텝 모터는 입력 펄스 수에 비례하여 회전하므로 별도의 피드백 장치 없이도 정밀한 제어가 가능한 것이 핵심 장점입니다.

디지털 신호를 직접 제어 할 수 있으므로 컴퓨터 등 다른 디지털 기기와 인터페이스가 쉽다.

펄스 신호로 구동되는 특성상 마이크로프로세서나 컴퓨터와 같은 디지털 제어 장치와 직접 연결하기에 매우 적합합니다.

가속, 감속이 용이하며 정.역전 및 변속이 쉽다.

기동, 정지, 역전 및 속도 변화에 대한 응답성이 매우 뛰어나 제어용 전동기로서 우수한 특성을 가집니다.

위치제어를 할 때 각도오차가 있고 누적된다.

스텝 모터는 위치 제어 시 오차가 누적되지 않는다는 점이 가장 큰 특징이자 장점입니다.

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Step 1: 스텝 모터의 동작 원리를 확인합니다. 입력되는 펄스 신호 하나당 정해진 각도(Step Angle)만큼 정확하게 회전하며, 정지 시에는 강력한 유지 토크를 가집니다.

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Step 2: 오차의 성질을 분석합니다. 각 스텝마다 미세한 각도 오차가 발생할 수는 있으나, 이 오차는 다음 스텝의 기준 위치에 영향을 주지 않으므로 장시간 운전하더라도 전체적인 위치 오차는 누적되지 않습니다.

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Step 3: 따라서 위치 제어 시 각도 오차가 누적된다는 설명은 스텝 모터의 고유한 장점과 정반대되는 내용입니다.

스텝 모터에서 '오픈 루프 제어'가 가능한 이유는 무엇인가요?

입력된 펄스의 개수만큼 회전자가 정확히 움직이기 때문에, 현재 위치를 감지하는 센서 없이도 명령한 만큼 이동했음을 확신할 수 있기 때문입니다.

오차가 누적되지 않는다는 것이 왜 중요한가요?

오차가 누적되면 시간이 지날수록 실제 위치와 제어상의 위치가 크게 벌어지지만, 스텝 모터는 오차가 누적되지 않아 장시간 반복 정밀 작업에 매우 유리하기 때문입니다.

스텝 모터의 단점은 무엇이 있나요?

특정 주파수에서 공진 현상이 발생할 수 있으며, 고속 회전 시 토크가 급격히 감소하거나 탈조(Step-out) 현상이 발생할 수 있다는 단점이 있습니다.