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MOTORBANK / 기술자료
AC 서보 드라이버 기술 가이드
설치 · 배선 · 동작모드 · 통신 · 타사 모터 연결 · 공식 — 범용 서보 드라이버 기준
상태 표시등 — 드라이버 상태 한눈에 읽기
| LED | 색상 | 상태 | 의미 |
|---|---|---|---|
| ERR | 빨간불 | 상시 점등 | 드라이버 오류 발생 — 알람 코드 확인 필요 |
| RUN | 초록불 | 상시 점등 | 드라이버 정상 준비(Ready) 상태 |
| PWR | 초록불 | 상시 점등 | 전원 공급 중 |
| BUS | 초록불 | 점멸 | CAN 버스 통신 중 (빠를수록 통신량 많음) |
제동저항 선정
서보모터가 감속할 때 역기전력이 발생해 드라이버 모선전압이 올라가요. 이 에너지를 흡수하는 외부 제동저항이 필요해요.
| 드라이버 용량 | 최소 저항(Ω) | 권장 출력(W) |
|---|---|---|
| 소형 (2.5A급) | 10 Ω | 100 W |
| 중형 (3.5A급) | 5 Ω | 100 W |
| 대형 (4.5A급) | 3.5 Ω | 200 W |
⚠️ 외부 제동저항 저항값은 반드시 권장값 이상으로 선정. 너무 낮으면 과전류로 드라이버 손상.
케이블 배선 규칙
- 인코더 케이블과 동력선(UVW)은 반드시 분리 포설 — 같은 관에 넣으면 신호 간섭으로 오작동
- 접지선(PE)은 드라이버·모터 각각 별도로 연결 — 공통 접지는 노이즈 유입 경로가 됨
- 장거리 케이블은 굵기를 한 단계 업 — 전압 강하로 토크 부족 방지
- 제동저항 케이블은 되도록 짧게 — 발열선이므로 다른 선과 이격
- 인코더선과 동력선 같은 덕트 금지
- 드라이버 개조 절대 금지 (보증 실효)
- 전원 연결 상태에서 배선 작업 금지
전원 투입·차단 순서
ON
제어전원(24V 로직) 먼저 → 이후 동력전원(AC) 투입
드라이버가 자기 파라미터를 읽고 준비된 후에 동력이 들어와야 함
OFF
동력전원 먼저 차단 → 10분 대기 → 이후 작업
내부 커패시터 방전 시간 필요. 10분 전 단자 접촉 시 감전 위험
🚨 동력전원 차단 후 10분 이내 단자·내부 작업 절대 금지 — 고압 커패시터 잔류
서보 시스템 3대 구성 요소
서보 드라이버
제어 핵심
제어 핵심
⟷
서보 모터
동력 출력
동력 출력
⟷
인코더
위치 피드백
위치 피드백
서보 드라이버는 상위 컨트롤러(PLC 등)의 명령과 인코더 피드백을 받아 모터를 위치·속도·토크 세 가지 방식으로 정밀 제어해요.
위치 제어 모드
펄스 수로 이동 거리, 펄스 주파수로 속도 결정. 인코더로 실제 위치를 피드백해 정확히 위치를 잡아요.
가장 많이 사용
✅ 용도: CNC, 로봇 관절, 정밀 이송 스테이지
속도 제어 모드
통신 또는 아날로그로 목표 속도를 지령. 드라이버가 실시간으로 속도를 유지해요.
통신 지령
💡 용도: 컨베이어, 스핀들, 와인더
토크 제어 모드
전류 = 토크. 전류 지령으로 출력 토크를 직접 제어해요. 장력·압력 제어에 사용해요.
특수 용도
⚠️ 위치 제한 없음 — 반드시 상위에서 위치 감시 필요
서보 상태 머신 — DS402 표준 프로토콜
서보 드라이버를 사용하려면 정해진 순서대로 상태를 전환해야 해요. 컨트롤러에서 제어 워드(Control Word)를 써서 상태를 바꿔요.
| 순서 | 상태 전환 | 제어 워드 | 설명 |
|---|---|---|---|
| 0→1 | 전원 인가 → 초기화 | 자동 | 드라이버 전원 인가 시 자동 전환 |
| 1→2 | 초기화 → 운전금지 | 자동 | 파라미터 읽기 완료 후 자동 전환 |
| 2→3 | 운전금지 → 운전준비 | 0x06 | 파라미터 설정 가능, 아직 모터 구동 안 됨 |
| 3→4 | 운전준비 → 운전 | 0x07 | 주전원 투입 준비 완료 |
| 4→5 | 운전 → 모드 사용 가능 | 0x0F | 모터 실제 구동 시작 — 이 단계부터 움직임 |
| 임의 | 긴급 정지 | 0x02 | 빠른 감속 후 정지 |
| 임의 | 알람 복귀 | 0x86 | 알람 해제 후 재시작 |
💡 판매 포인트: "PLC에서 서보를 어떻게 켜나요?" — 이 순서대로 제어워드를 순차 전송하면 돼요. 06 → 07 → 0F 순서를 외우면 기본 연결 완성.
주요 제어 워드 & 상태 워드 요약
자주 쓰는 제어 워드 (컨트롤러 → 드라이버)
| 값 (HEX) | 의미 |
|---|---|
| 0x06 | 주전원 준비 (Shutdown) |
| 0x07 | 운전 준비 (Switch On) |
| 0x0F | 모터 구동 시작 (Enable) |
| 0x86 | 알람 리셋 |
| 0x02 | 긴급 정지 |
| 0x3F | 절대 위치 이동 시작 |
| 0x5F | 상대 위치 이동 시작 |
상태 워드 주요 비트 (드라이버 → 컨트롤러 읽기)
| 비트 | 의미 |
|---|---|
| bit0 | 준비 완료 (Ready) |
| bit1 | 전원 인가 완료 |
| bit2 | 모드 사용 가능 (Enabled) |
| bit3 | 알람 발생 |
| bit9 | 원격 제어 중 (통신 제어) |
| bit10 | 목표 위치 도달 |
| bit11 | 리밋 도달 |
서보 3중 제어 루프 구조
위치 지령
→
위치 루프
Kpp
Kpp
→
속도 루프
Kvp / Kvi
Kvp / Kvi
→
전류 루프
자동
자동
→
모터
전류 루프는 모터 파라미터 인식 후 자동 설정돼요. 실제 조정 대상은 속도 루프와 위치 루프 두 가지예요.
자동 자동정수 (Auto-Tuning)
장비 운전 중 한 번에 클릭으로 부하 관성을 자동 계산하고 최적 게인을 설정해요. 대부분의 경우 자동정수로 충분해요.
1
드라이버 소프트웨어 연결
RS485 또는 USB Type-C
2
전문가 모드 → 자동정수 메뉴
소프트웨어에서 자동정수 항목 찾기
3
장비 정상 운전 중 실행
실제 부하 상태에서 해야 정확함
4
저장 후 재시작
파라미터 저장 → 드라이버 재기동
✅ 현장에서 진동·소음 발생 시 자동정수 먼저 시도
수동 조정 — 속도 루프
자동정수 후에도 진동·소음이 있다면 속도 루프 게인을 수동 조정해요.
| 파라미터 | 역할 | 조정 방향 |
|---|---|---|
| Kvp (속도 비례 게인) | 응답 속도 | ↑ 올리면 빠름, 너무 높으면 진동 |
| Kvi (속도 적분 게인) | 정착 속도 | ↑ 올리면 오버슈트 증가 |
| Kpp (위치 비례 게인) | 위치 정밀도 | ↑ 올리면 빠른 위치 정착 |
| 속도 피드백 필터 | 노이즈 제거 | ↑ 올리면 부드럽지만 응답 느려짐 |
⚠️ 게인을 한 번에 많이 올리지 말 것 — 공진으로 장비 손상 가능
흔한 성능 이상 증상과 원인
| 증상 | 주요 원인 | 해결 방향 |
|---|---|---|
| 모터 진동·소음 | 게인 과다 / 배선 오류 / 오일씰 불량 | 자동정수 실행 → 배선 확인 → 모터 교체 비교 |
| 위치 정밀도 불량 | 전자기어비 불일치 / 백래시 / 게인 부족 | 기어비 재확인 → 기구 점검 → Kpp 조정 |
| 모터 과열 | 과부하 / 브레이크 미개방 / 게인 불량 | 부하 확인 → 브레이크 전압 측정 → 게인 조정 |
| 정지 시 흔들림 | 속도 루프 적분 과다 | Kvi 낮추기 |
지원 통신 방식 비교
| 통신 방식 | 특징 | 속도/동기 | 주요 용도 |
|---|---|---|---|
| RS485 / Modbus RTU | 가장 범용적, 멀티드롭 최대 31대 | 낮음 (38400bps 기본) | 파라미터 설정, 상태 모니터링 |
| CANopen | 중속 실시간, PDO/SDO 구조 | 중간 (1Mbps 최대) | 다축 중속 동기 제어 |
| EtherCAT | 초고속 이더넷 기반, 나노초 동기 | 매우 빠름 (100Mbps) | 고속 다축 동기, 로봇, 반도체 |
RS485 / Modbus 핵심
가장 많이 쓰이는 방식. PLC에서 드라이버 파라미터를 읽고 쓸 수 있어요.
기본 설정
기본 보드레이트: 38400 bps
데이터 비트: 8 / 정지 비트: 1 / 패리티: None
기본 장치 주소: 1
보드레이트 변경 후 저장·재시작 필요
기본 보드레이트: 38400 bps
데이터 비트: 8 / 정지 비트: 1 / 패리티: None
기본 장치 주소: 1
보드레이트 변경 후 저장·재시작 필요
Modbus 주요 기능 코드
0x03 : 데이터 읽기 (Read Holding Register)
0x06 : 단일 데이터 쓰기 (Write Single Register)
0x10 : 복수 데이터 쓰기 (Write Multiple Registers)
응답 오류 시 기능코드 + 0x80 반환 (예: 0x83, 0x86)
0x03 : 데이터 읽기 (Read Holding Register)
0x06 : 단일 데이터 쓰기 (Write Single Register)
0x10 : 복수 데이터 쓰기 (Write Multiple Registers)
응답 오류 시 기능코드 + 0x80 반환 (예: 0x83, 0x86)
💡 드라이버 소프트웨어 연결 방법: USB Type-C (RS232 프로토콜 선택) 또는 RS485 변환기
CANopen 핵심
PDO(실시간 데이터)와 SDO(파라미터 설정) 두 가지 통신 방식을 사용해요.
| 통신 객체 | 역할 | 특징 |
|---|---|---|
| SDO | 파라미터 읽기/쓰기 | 확인 응답 있음, 느림 |
| PDO | 실시간 데이터 교환 | 응답 없음, 빠름 |
| NMT | 네트워크 관리 | 슬레이브 상태 제어 |
| Heartbeat | 통신 감시 | 슬레이브 생존 확인 |
NMT 시작 순서
초기화 → Pre-Operational → Operational
명령어: 0x01 (시작) / 0x81 (리셋) / 0x80 (PreOp)
EDS 파일로 PLC에서 자동 설정 가능
초기화 → Pre-Operational → Operational
명령어: 0x01 (시작) / 0x81 (리셋) / 0x80 (PreOp)
EDS 파일로 PLC에서 자동 설정 가능
통신 속도 단위 변환 (내부값 ↔ 실제값)
서보 드라이버 내부는 rpm이 아닌 dec(내부 단위)로 처리해요. 통신으로 속도를 지령할 때 변환이 필요해요.
속도 변환
DEC = RPM × 512 × 인코더 분해능 ÷ 1875
인코더 분해능 10,000일 때: 1 RPM ≈ 2,730 dec
예: 10 rpm → 27,300 dec → 16진수 0x6AA4
DEC = RPM × 512 × 인코더 분해능 ÷ 1875
인코더 분해능 10,000일 때: 1 RPM ≈ 2,730 dec
예: 10 rpm → 27,300 dec → 16진수 0x6AA4
전류 변환
DEC = 2048 ÷ (드라이버 피크전류 Ipeak ÷ 1.414)
1 Arms ≈ 60 dec (일반적)
예: 10 Arms → 600 dec → 16진수 0x0258
DEC = 2048 ÷ (드라이버 피크전류 Ipeak ÷ 1.414)
1 Arms ≈ 60 dec (일반적)
예: 10 Arms → 600 dec → 16진수 0x0258
타사 서보모터를 이 드라이버에 연결하는 방법
드라이버 소프트웨어의 모터 설정 메뉴에서 아래 파라미터를 직접 입력하면 타사 모터를 사용할 수 있어요. 모터 카탈로그(데이터시트)를 반드시 준비하세요.
⚠️ 상전감과 상저항은 데이터시트 값에 ×100을 해서 입력해야 해요. (예: 1.2 mH → 120 입력)
| 파라미터 | 필수 여부 | 데이터시트 항목명 | 입력 시 주의사항 |
|---|---|---|---|
| 극대수 (Pole Pairs) | 필수 | Number of Pole Pairs | 극수(Poles) ÷ 2 = 극대수 |
| 최대 전류 (Max Current) | 필수 | Peak Current / Max Current | Arms(실효값) 단위로 입력 |
| 상전감 (Phase Inductance) | 필수 | Phase Inductance (mH) | 데이터시트 값 × 100 입력 |
| 상저항 (Phase Resistance) | 필수 | Phase Resistance (Ω) | 데이터시트 값 × 100 입력 |
| 역기전력 상수 (Back-EMF) | 필수 | Back-EMF Constant (Vrms/rpm) | 카탈로그 그대로 입력 |
| 토크 상수 (Torque Constant) | 필수 | Torque Constant (Nm/Arms) | 카탈로그 그대로 입력 |
| 로터 관성 (Rotor Inertia) | 필수 | Rotor Inertia (kg·cm²) | 카탈로그 그대로 입력 |
| 브레이크 듀티비 | 참고값 | Brake Duty Cycle | 보통 90% 입력 |
| 브레이크 지연시간 | 참고값 | Brake Release Delay | 보통 150ms 입력 |
| 인코더 반환 정밀도 | 참고값 | Encoder Resolution | 증분형: 선수 × 4 / 통신형: 단권 분해능 입력 |
| 여자 전류 (Excitation Current) | 참고값 | — | 보통 정격 전류의 0.75배 |
| 여자 시간 (Excitation Time) | 참고값 | — | 기본값 2000ms |
설정 후 시운전 순서
1
파라미터 전부 입력 후 저장 → 드라이버 재시작
2
알람 없이 Ready 상태 확인
알람 발생 시 해당 알람 코드로 원인 파악
3
목표 전류 제한 먼저 설정 (낮게)
초기 시운전 중 과전류 손상 방지
4
저속으로 시험 회전
회전 방향·진동 확인. 역방향이면 UV 선 교체
5
자동정수 실행 → 게인 최적화
⚠️ 모터가 돌지 않을 때 순서: ① 인코더 분해능 확인 → ② UVW 선 교체 비교 → ③ 여자 모드 확인
지원 인코더 타입
증분형 (ABZ)
A·B·Z 펄스 방식. 전원 꺼지면 위치 리셋. 반환 정밀도 = 선수 × 4
통신형 (절대값)
전원 꺼져도 위치 기억. 멀티턴은 배터리 필요. 다마가와 프로토콜 지원
성선식 (Sincos)
고분해능. 반환 정밀도 설정 별도 확인 필요
공식 1 — 이동 소형 기기 모터 선정 (바퀴 구동)
모터 + 감속기 + 바퀴 구성의 소형 모빌리티(AGV, 이송 카트 등)에서 필요 토크를 구해요.
T × n = μ × m × g × d ÷ 2
T = 모터 필요 토크 (N·m)
n = 감속기 감속비
μ = 마찰계수 (바닥 재질에 따라 0.01~0.5)
m = 전체 하중 (kg)
g = 중력가속도 9.8 (m/s²)
d = 바퀴 직경 (m)
T = 모터 필요 토크 (N·m)
n = 감속기 감속비
μ = 마찰계수 (바닥 재질에 따라 0.01~0.5)
m = 전체 하중 (kg)
g = 중력가속도 9.8 (m/s²)
d = 바퀴 직경 (m)
✅ 예시: 총 하중 100kg, 바퀴 직경 200mm, 감속비 10, 마찰계수 0.1
T × 10 = 0.1 × 100 × 9.8 × 0.1 → T = 0.98 N·m (안전계수 2배 → 약 2 N·m급 모터 선정)
T × 10 = 0.1 × 100 × 9.8 × 0.1 → T = 0.98 N·m (안전계수 2배 → 약 2 N·m급 모터 선정)
공식 2 — 펄스 수 ↔ 기계 이동거리 변환
PLC에서 "몇 펄스를 보내야 X mm 이동하나?"를 계산해요. 볼스크류·랙피니언 이송계에서 가장 많이 쓰여요.
N × (A ÷ B) = s × n × r ÷ P
N = 출력 펄스 수
A / B = 전자 기어비 (드라이버 내부 설정)
s = 원하는 기계 이동거리 (mm)
n = 감속비
r = 모터 1회전당 인코더 펄스 수
P = 볼스크류 리드 (mm/rev)
N = 출력 펄스 수
A / B = 전자 기어비 (드라이버 내부 설정)
s = 원하는 기계 이동거리 (mm)
n = 감속비
r = 모터 1회전당 인코더 펄스 수
P = 볼스크류 리드 (mm/rev)
💡 예시: 이동 10mm, 리드 5mm, 감속비 1, 인코더 10,000 ppr, 기어비 1/1
N = 10 × 1 × 10,000 ÷ 5 = 20,000 펄스
N = 10 × 1 × 10,000 ÷ 5 = 20,000 펄스
공식 3 — 회전속도 ↔ 선속도 변환
바퀴 또는 롤러의 선속도와 모터 rpm을 서로 변환해요.
n = v ÷ r ÷ π
n = 모터 회전속도 (rpm)
v = 원하는 선속도 (mm/s)
r = 바퀴 반경 (mm)
n = 모터 회전속도 (rpm)
v = 원하는 선속도 (mm/s)
r = 바퀴 반경 (mm)
✅ 예시: 바퀴 반경 100mm, 목표 선속도 500 mm/s
n = 500 ÷ 100 ÷ 3.14 = 약 1.59 rps = 95.5 rpm
n = 500 ÷ 100 ÷ 3.14 = 약 1.59 rps = 95.5 rpm
공식 4 — 통신 속도 단위 변환 (요약)
rpm → 드라이버 내부 단위 (dec)
DEC = RPM × 512 × 인코더분해능 ÷ 1875
인코더 10,000 기준: 1 rpm ≈ 2,730 dec
DEC = RPM × 512 × 인코더분해능 ÷ 1875
인코더 10,000 기준: 1 rpm ≈ 2,730 dec
전류 Arms → dec
DEC = 2048 ÷ (Ipeak ÷ 1.414)
일반적으로 1 Arms ≈ 60 dec
Modbus로 속도 지령 시 16진수 변환 필요
DEC = 2048 ÷ (Ipeak ÷ 1.414)
일반적으로 1 Arms ≈ 60 dec
Modbus로 속도 지령 시 16진수 변환 필요
⚠️ 통신으로 모터를 제어할 때 rpm을 그냥 보내면 안 돼요. 반드시 내부 단위로 변환 후 전송.
모터 선정 안전계수 기준
| 용도 | 권장 안전계수 | 이유 |
|---|---|---|
| 일반 수평 이송 | 1.5 ~ 2배 | 마찰 변동, 기동 충격 여유 |
| 수직 리프트 | 2 ~ 3배 | 중력 부하 + 기동 토크 큼 |
| 고속 반복 동작 | 2 ~ 3배 | 가감속 관성 토크 큼 |
| 정밀 위치결정 | 2배 이상 | 탈조(위치 누락) 방지 |
