I. 필터란 무엇인가?
필터는 복잡한 신호에서 특정 주파수 성분을 추출하거나 억제하는 전자 부품입니다.
II. 서보 모터에 필터가 필요한 이유
서보 드라이브는 펄스 폭 변조(PWM) 기술을 사용하여 모터를 제어하며, 고주파 스위칭 펄스 열 형태로 전압을 출력합니다. 이로 인해 두 가지 주요 문제가 발생합니다:
- -common 모드 노이즈: 모터 상선과 접지선 사이에서 발생하는 고주파 노이즈.
- 차동 모드 노이즈: 모터 상선 자체 사이에서 발생하는 고주파 노이즈.
이러한 유형의 노이즈는 다음과 같은 문제를 유발할 수 있습니다:
- 모터 커깅, 이상 소음 및 과열: 고주파 노이즈로 인해 전류 파형이 왜곡되어 모터가 매끄럽게 회전하지 않고 미세하게 진동합니다. 이로 인해 과도한 열과 가청 주파수의 윙윙거리는 소음이 발생합니다.
- 엔코더 간섭: 노이즈가 정밀한 엔코더 피드백 신호를 간섭시켜 위치 오차를 유발하고, 드라이브 알람을 트리거할 수 있습니다.
- 다른 장비에 대한 간섭: 서보 시스템에서 발생하는 고주파 노이즈는 전원선을 통해 전파되거나 공중으로 방사되어 동일한 전기 네트워크에 연결된 다른 민감한 장비(센서, PLC 등)에 영향을 줄 수 있습니다.
III. 필터 선정
그림과 같이 A6 서보 모터와 호환되는 필터는 입력측 필터로, 공통 모드 노이즈와 차동 모드 노이즈를 모두 억제하도록 설계되었습니다. 주요 기능은 다음과 같습니다:
- 전원 계통의 과도 펄스 및 노이즈가 드라이브의 정상 동작에 영향을 미치는 것을 방지합니다.
- 드라이브에서 발생하는 고주파 스위칭 노이즈가 전원 계통으로 역류하는 것을 차단하여, 전자기 적합성(EMC) 규제 요구사항을 충족합니다.
필터 모델을 선정할 때 다음 주요 매개변수에 주의해야 합니다:
- 정격 전압: 드라이브의 입력 전원 전압과 일치해야 합니다.
- 정격 전류: 드라이브의 최대 연속 입력 전류 이상이어야 합니다.
- EMC 적합 등급: 대상 시장의 규격에 부합하는 등급을 선택해야 합니다.
- 결선 방식: 전원 및 드라이브의 배선과 호환되는지 확인해야 합니다.
설치 시 필터는 전원과 드라이브 사이에 배치해야 하며, 전원 측에 최대한 가깝게 설치하여 노이즈 간섭을 줄이고 이후 유지보수를 용이하게 해야 합니다. 접지가 필요한 장비의 경우, 필터의 접지선을 장비의 접지선에 연결하여 효과적인 접지를 확보해야 합니다.