[FA저널 스마트팩토리 박규찬 기자] CVK 시리즈(Series)에는 2상(相) Stepping Motor와 5상(相) Stepping Motor가 있다. 모터(Motor)는 2상과 5상 각각의 특징을 살리면서도, 드라이브(Drive)의 설치 치수와 기능을 통일해 호환성을 높였다.

	그림 1. 토크가 향상된 CVK 시리즈

CVK Series는 기존 제품보다 토크를 향상하고, 진동·소음은 저감시킨 뛰어난 기술력을 선보인다. 사용자는 원하는 사용법이나 사양에 따라 최적의 퍼포먼스(Performance)를 발휘하는 제품을 선택할 수 있다. 오리엔탈모터의 독자적인 기술로 만들어진 CVK 시리즈에 대해 자세히 살펴보자.

	그림2(왼쪽)와 그림3(오른쪽)

기존 제품보다 토크 큰 폭으로 향상
오리엔탈모터는 고 토크 설계 과정을 통해 Stepping Motor를 만들었다. 이 제품은 고효율화 설계로 인해 동일 사이즈의 기존 제품보다 토크가 큰 폭으로 증가한 것이 특징이다.
또한, 20mm 각부터 85mm 각까지 모터와 엔코더 부착, 감속기 타입, 고분해능 타입 등 다양한 바리에이션을 갖춘 모터다.

	그림 4. 고분해능 타입 토크 특성

토크 향상 위한 모터의 설계 변경
점적율 향상으로 효율 높여
점적율이란 실제 재료가 차지하는 비율을 의미한다. 점적율이 높으면 모터의 효율이 높아지는 것이다. 오리엔탈모터는 점적율을 40%에서 60%까지 향상시켰다.

자력 큰 재질 사용으로 토크 향상
Stepping Motor의 토크를 좌우하는 것은 Rotor의 자력 크기다. 기존에 재료를 변경하고 자력이 더 큰 재질의 자료를 사용해 토크를 향상시켰다(그림 1). 특히, 저속 영역에서는 그 상승폭이 더욱 높은데 250r/min 부근의 토크는 기존 제품보다 50%나 향상됐다(그림 2).

	그림 5. STEPPING MOTOR의 진동 특성

고분해능 타입의 모터
특히 Stepping Motor는 위치 제어용으로 사용되는 모터이기 때문에 정지 정도가 무엇보다도 중요하다. PKP Motor에는 고분해능 타입의 모터가 있다. 고분해능 타입은 Rotor의 톱니 수를 표준 Type 50개의 2배인 100개로 만들어졌다(그림 3). 2상 모터의 경우, 기본 Step 각은 표준 타입의 절반인 0.9˚가 된다. 이러한 고분해능 타입을 사용하면 표준 타입보다 고정도 위치 결정 운전을 할 수 있다(그림 4).

드라이버의 Full 디지털 제어

	그림 6(위)과 그림7(아래)

회전 전 구간 진동 성분 감쇠
Stepping Motor는 Step 형태로 운전이 진행되기 때문에 운전 정지시에 Overshort와 Undershort가 발생한다. 특히 저속 운전시에는 이러한 특성이 두드러져서 결과적으로 진동과 소음이 발생하게 된다(그림 5).
이러한 이유로 Stepping Motor의 드라이버(Driver)에 마이크로스텝 기능을 추가해 Stepping Motor의 진동과 소음을 감쇠시켰다. 하지만 지금까지 마이크로스텝 기능이 있는 드라이버의 경우 풀타임(Full Time)으로 마이크로스텝 기능을 사용하지 않았다.

	그림 8. 마이크로스텝 기능 사용 후 정도 특성

이로 인해 고속구간 중간마다 발생하는 진동까지 커버할 수 없었다. 하지만 CVK의 드라이버는 풀타임 디지털 제어(Full Time Digital)를 하기 때문에 회전하는 전 구간에서 발생하는 진동을 감쇠시킨다(그림 6, 7).

마이크로스텝 기능 향상
진동 감쇠를 위해 마이크로스텝 기능을 사용할 경우 진동 성분은 감소하지만 일반적으로 모터의 정도는 나빠진다(그림 8). 하지만, CVK 시리즈의 드라이버는 풀타임 디지털 제어를 하기 때문에, 마이크로스텝 기능을 사용하더라도 정도가 나빠지지 않았다(그림 9).

	그림 9. 마이크로스텝 기능 사용 후 정도 특성

사용자 타입에 맞춘 CVK 시리즈
고정도 위치 결정 원하는 사용자라면?
위치 결정 운전 위해 사용되는 대표적인 모터는 Stepping Motor와 Servo Motor다. 하지만 일반적인 사용자들은 Servo Motor의 정도가 더 높다고 생각한다. 하지만 실제 정도를 체크해 보면 그렇지 않다.

	그림 10. 국내 Servo 메이커의 정도 데이터

그림 10은 국내 Servo 메이커의 정도를 실측한 데이터다. 엔코더의 분해능이 높다고 하더라도 실제 헌팅 현상으로 정지 정도가 나쁜 것을 알 수 있다. 이에 반해 Stepping Motor는 정지 시 헌팅이 없으며, 정도 또한 ±3min 이내의 고정도를 실현한다(그림 11).

	그림 11(위)과 그림 12(아래)

장비의 소형화를 원하는 사용자라면?
CVK에 적용된 드라이버는 업계 최소 사이즈를 자랑한다. 그에 반해 성능은 현시점에서 최신기술이 모두 집적된 제품이라 할 수 있다(그림 12). 장비를 소형화하기 위해 작은 드라이버를 찾는 사용자 혹은 자체적으로 드라이버를 개발하고자 하는 사용자에게 CVK 시리즈를 추천한다.

	그림 13. CVK 시리즈 라인업는

사용자 니즈에 부합한 모터
오리엔탈모터는 사용자의 니즈에 부합하는 모터를 만들기 위해 끊임없이 연구하고 고민해 왔다. 그리고 현시점에서 최고의 제품이라 자부하는 Stepping Motor를 만들어 선보이고 있다. 앞으로도 오리엔탈모터는 끊임없는 연구 활동을 통해 보다 나은 제품을 만들어 출시한다는 방침이다.

인아오리엔탈모터 제공

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