• 서보 모터와 스테퍼 모터는 모두 위치를 지정할 수 있는 동기 모터입니다. 일반적으로 위치결정 정밀도가 그다지 필요없고, 저속으로 이동거리가 짧은 용도에서는 스테핑 모터가 적합합니다.

    그러나 높은 위치결정 정밀도를 필요로 하거나 이동 거리가 긴 용도나 고속에서도 높은 토크를 발생시키고 싶은 경우에는 서보 모터가 힘을 발휘할 수 있습니다. 단, 서보 모터를 사용하는 경우, 장치의 강성이 불충분하면, 지령에 대한 추종 지연이 커집니다.

    그러나 스테핑 모터는 장치에 관계없이 명령에 높은 추종성을 제공합니다.

    또한 스테퍼 모터는 구조적으로 간단하기 때문에 비교적 저렴하지만 서보 모터는 위치 감지 엔코더가 필요하기 때문에 상대적으로 비쌉니다. 단, 스테핑 모터보다 발열량이 작고, 대폭적인 에너지 절약 효과를 기대할 수 있습니다. 이에 따라 달리기 비용도 줄일 수 있습니다.

    서보 모터 및 스테퍼 모터

    회전 방식에 따라 해상도가 다릅니다.

    스테핑 모터의 경우 모터 자체에 작은 치아가 새겨져 있으며, 이 작은 치아에 따라 위치 결정(스텝 각도) 운전이 가능하도록 설계되었습니다. 드라이버(앰프)는 컨트롤러로부터 위치 지령으로서 입력되는 펄스열 신호의 타이밍을 바탕으로 모터에 대한 제어 신호를 생성합니다. 모터는 설계된 스텝각(=해상도)으로 회전합니다.

    그러나 가공 정밀도가 필요하기 때문에 해상도에는 한계가 있습니다. 서보 모터의 경우 모터에 엔코더를 탑재하고 모터 축의 회전 위치와 속도를 드라이버 (앰프)에 피드백하는 구조를 가지고 있습니다. 드라이버(앰프)는 위치나 속도 지령과 엔코더의 피드백 신호(현재 위치/속도)의 편차를 산출해, 항상 그것을 「0」으로 하도록 모터의 회전을 제어합니다. 이것에 의해 높은 분해능을 실현합니다.

    제어 방식에 따라 토크 특성이 다릅니다.

    스테핑 모터에는 엔코더와 같은 위치 감지 센서가 없으며 드라이버(앰프)와 모터 사이에 개방형 루프 방식으로 제어됩니다. 그 때문에, 허용 이상의 외력 토크가 축에 가해지면 탈조해 버립니다.

    그러나 서보 모터는 드라이버(앰프)와 모터 사이에 항상 엔코더에 의한 위치 정보 피드백이 있으므로 폐쇄 루프 방식으로 제어됩니다. 그 때문에, 허용 이상의 외력이 가해져 일시적으로 위치가 변동해도, 그것을 보정해 위치결정 완료 신호등에 의해 상태 확인을 할 수 있습니다.

    또한 서보 모터는 고속 영역에서도 저속 영역과 변하지 않는 토크를 생성할 수 있습니다. 스테핑 모터는 저속 영역에서 높은 토크를 생성하지만 속도가 높을수록 토크가 감소합니다.

    구조에 따라 전력 소비와 발열이 다릅니다.

    스테핑 모터는 운전 중이든 정지 중이든 항상 모터에 일정한 전류를 흘리고 있습니다. 또한 모터의 회전 속도에 따라 손실이 커지므로 그만큼 소비 전력이 많아 모터의 발열도 커집니다.

    한편, 서보모터는 편차에 따른 전류만 발생하므로 정지시나 일정 속도로 운전중의 전류는 작기 때문에 소비전력이 적고 모터의 발열도 억제됩니다.

    구조에 따라 전력 소비와 발열이 다릅니다.

    동일한 조건에서 위치 결정 운전을 반복한 경우의 발열, 소비 전력 비교

  • 서보와 인버터 모두 모터를 제어하는 장치입니다. 상용 전원을 전력 변환하고 전압(전류), 주파수를 제어하여 모터를 원하는 속도로 회전시키는 기본 기능은 동일합니다. 고객이 요구하는 성능, 기능에 따라 구분합니다. 인버터는 모터의 회전수를 자유자재로 변화시켜 안정된 동력을 공급합니다. 또, 종래, 상위 컨트롤러로 제어하고 있던 기능을 표준 탑재하는 등, 진화를 계속하고 있습니다. 또한 1000 시리즈 인버터는 모든 모터의 제어를 실현합니다. 범용의 유도 모터는 물론, 효율이 좋은 동기 모터(PG 없음/PG 첨부)도 제어 가능합니다. 생활 관련 기기, 사회 인프라 설비 등 여러분의 친밀한 곳으로부터 산업 기계까지, 와이드인 용도로 사용되고 있습니다. 또한, 팬이나 펌프의 경우는 모터의 회전수를 조절함으로써 쓸데없는 전력 소비를 억제하여 에너지 절약에 공헌합니다.

    그러나 서보는 명령된 위치, 속도에 빠르게 추종하는 제어를 수행합니다. 모터는 인코더가 있는 전용 동기 모터를 제어합니다. 지령된 위치, 속도에 따라 충실하고 확실하게 이동하는 것을 자랑하고 있으며 고속으로 고정밀 위치결정이 요구되는 공작기계나 반도체 제조장치 등에 사용되고 있습니다.

  • 기계 컨트롤러(Machine Controller)도 PLC(Programmable Logic Controller)도 기계를 제어하기 위한 장치입니다. PLC는 종래의 자동화 시스템에서 사용되고 있던 전자기 릴레이의 대체를 목적으로 탄생해, 미리 정해진 순서에 따라 제어를 실시합니다. 이를 "시퀀스 제어"라고 합니다.

    PLC 예 자동문 개폐 순서

    그러나 최근 몇 년 동안 각종 기계는 고성능화가 요구되고 있습니다. 서보나 인버터를 이용하여 복잡한 움직임을 고속으로 하는 각종 장치를 제어하기 위해 머신 컨트롤러가 탄생했습니다. 이와 같이 머신 컨트롤러와 PLC는 탄생한 목적이 다르기 때문에, 특기로 하는 일이 다릅니다. 머신 컨트롤러는 복잡한 움직임을 고속·고정밀도로 제어하는 ​​것을 자랑으로 하고 있는 반면, PLC는 입출력(I/O) 제어가 자랑입니다.

    머신 컨트롤러 예 서보 다축의 동기 제어