정밀 피스톤 펌프용 스테퍼 모터 계산 및 선정

2026-09-06

드라이버는 입력 펄스를 스테퍼 모터의 이산 회전으로 변환합니다. 펄스 수는 변위를, 펄스 주파수는 속도를 계획하지만 실제 추종 가능성은 모터, 드라이버, 부하와 가감속 설정에 달려 있습니다.

1. 운동 요구에서 시작하는 선정

행정, 사이클 시간, 정지 시간, 이동 질량, 마찰, 외력, 위치 요구와 전송 구조를 정의하십시오. 피스톤 펌프에서는 유압 부하와 씰 마찰도 포함해야 합니다. 프레임 크기나 정지 토크만으로 모터를 선택하지 마십시오.

2. 정지 토크, 운전 토크와 마이크로스텝

정지 토크는 통전 정지 상태에서 외부 토크에 저항하는 능력입니다. 운전 선정에는 예정된 전압, 전류 및 드라이버 조건의 토크-속도 곡선을 사용해야 합니다.

마이크로스텝은 입력 펄스당 이론 회전각을 줄이고 부드러움을 개선할 수 있습니다. 지령 분해능 향상이 실제 위치 정확도나 반복성의 동일한 향상을 의미하지는 않습니다.

3. 주요 환산 공식

정스텝 각도 θ(°), 회전당 정스텝 수 N = 360 ÷ θ, 마이크로스텝 계수 m, 입력 주파수 f(Hz)일 때 모터 속도 n = f ÷ (N × m) rev/s이고 rpm = 60 × n입니다.

N = 360 ÷ θ; n = f ÷ (N × m); rpm = 60 × nθ는 도, f는 Hz 단위입니다.

모터 속도와 부하축 속도의 비를 G, 부하축 1회전당 직선 이동량을 C라고 하면 펄스 환산값 δ = C ÷ (G × N × m)입니다. 스크루 구동에서는 C에 리드를 사용합니다.

δ = C ÷ (G × N × m)부하 토크, 관성 토크, 효율과 실제 전송 손실도 모터축으로 환산해야 합니다.

4. 계산 예제: 400 mm 수평 왕복 플랫폼

편도 400 mm, 양방향 4 s, 끝단 대기 없음, 이동 질량 10 kg, 벨트 구동, 방향당 가속·감속 각 0.1 s, 정속 1.8 s, 마찰계수 0.1을 가정합니다. 계산 설명용 예제이며 실제 장비의 최종 선정 결과가 아닙니다.

편도는 2 s입니다. 사다리꼴 속도 곡선 면적으로 0.4 = vmax × (0.1/2 + 1.8 + 0.1/2)이므로 vmax ≈ 0.2105 m/s, 가속도 ≈ 2.105 m/s²입니다. 마찰력은 약 9.8 N, 가속 관성력은 21.05 N으로 풀리 관성과 손실 전 요구 힘은 약 30.85 N입니다.

vmax = 0.4 ÷ (0.1/2 + 1.8 + 0.1/2) ≈ 0.2105 m/s편도 2 s는 가속 0.1 s, 정속 1.8 s, 감속 0.1 s로 구성됩니다.

5. 전송비, 마이크로스텝 및 속도 확인

부하축 풀리 지름이 30 mm이면 둘레는 약 94.25 mm입니다. 직결 1.8° 모터에서 이론 펄스 환산값을 0.05 mm 미만으로 하려면 9.42보다 큰 세분값이 필요하지만 이는 지령 분해능만 비교한 것입니다.

3:1 감속, 즉 모터 3회전당 부하축 1회전과 4마이크로스텝을 사용하면 δ ≈ 94.25 ÷ (3 × 200 × 4) = 0.0393 mm/pulse입니다.

계산 항목	예제 결과
부하축 최대 속도	≈2.234 rev/s
3:1 조건의 모터 최대 속도	≈6.70 rev/s 또는 402 rpm
4마이크로스텝 입력 주파수	≈5,361 pulse/s
이론 펄스 환산값	≈0.0393 mm/pulse

방향 전환 공행정은 정밀 피스톤 펌프 백래시 보정을 참조하십시오.