| 조리개유량계에 사용되는 조리개기구의 일종. 구멍이 나 있는 얇은 오리피스판을 관내에 설치하고, 오리피스판의 상류(유입쪽)와 하류(유출쪽) 사이에서 생기는 압력차를 이용하여 유량을 측정한다. 이 밖에도 노즐·벤투리관 등의 조리개기구들이 있는데, 그 중에서 가장 많이 쓰이는 것이 오리피스이다. 모양이나 치수에 대해서는 관의 지름을 기준으로 하여 규격화된 표준 오리피스가 정해져 있다. 공업규격으로 치수와 유량계수가 정해져 있으므로, 실제로 유체를 흐르게 하지 않아도 유량과 압력차 사이의 관계를 알 수 있다. 원판에 구멍만 뚫은 간단한 구조로 이루어져 있고 값이 싸면서도 신뢰성이 있다. 한편 압력손실의 형태로 생겨 나는 유체의 에너지 손실은 다른 기구보다 크다. 유량의 조절 ·측정 등에 사용되며, 가공하기 쉬워 보통 원형으로 만든다. 지름 D인 유관(流管) 도중에 관의 지름 d(D＞d)의 오리피스를 삽입하면, 그 직후에서 유속이 변화하여 압력이 떨어진다(베르누이의 정리). 오리피스의 바로 앞과 직후에서의 유체의 압력차를 검출함으로써 유량을 구할 수 있다. 또, 그것을 모니터로 하여 유량을 조절할 수도 있다.
기화기의 연료유(燃料油) 도입부분을 비롯하여 공기 ·증기 ·기름 ·가스 등의 유량제한에 쓰인다. 기체의 공급원과 배기펌프 사이의 관에 오리피스를 덧대면, 그 사이에 적당한 압력기울기를 형성시킬 수 있다.
[PID제어] AC서보모터 제어 이해하기
모터의 꽃하면 서보모터라고 합니다. 산업용 서보모터가 많은데, 많이 사용하는 이유는 '제어' 때문이라 할 수 있죠. 제어하면 뭐가 떠오르나요? 제어는 '속도', '위치', '토크'가 있습니다. 
| AC서보모터의 구조를 보면 모터, 드라이버, 컨트롤러가 있고 구동방식은 Closed Loop 방식입니다. 서보모터에는 엔코더와 같이 사용하는데 엔코더는 컨트롤러로 신호를 보내고 피드백을 제공합니다. AC모터가 정밀하게 구동할 수 있게 합니다. 여기서의 정밀은 어플리케이션이 원하는대로 정확하게 제어가 가능함을 의미합니다.
엔코더를 살펴보면 예전에는 엔코더 말고 레졸버도 있고, 타코제너레이터도 있었는데 타코제너레이터는 보통 AC표준모터에 붙어 유니트 타입과 소켓타입으로 있습니다. 하여간 서보모터에는 엔코더가 붙어 있습니다. 보통 서보모터 하면 AC를 많이 생각하는데 DC도 있습니다. DC는 근데 많이 안쓰이죠. 이유는 코깅토크도 줄여야 하고, 토크를 높이기 위해 카본브러쉬를 쓰는데 길게 써야하고 가공수도 많고 카본가루도 날리고, 수명도 긴 편은 아닙니다. 효율이 안좋죠.
AC서보는 전원을 AC로 입력하지만 내부에서는 BLDC모터와 같이 U,V,W가 있습니다. AC서보 수명은 BLDC와 같이 베어링이 수명을 좌우하는데, AC서보는 좋은 베어링을 사용해 사용수명이 긴 편입니다. 작은 사이즈의 서보모터 역시 고전압을 사용해 더 쎈 토크를 냅니다.
보통 사용되는 분야는 로봇, 자동화, CNC머신 등 높은 수준의 정밀함을 요구하는 사용처에 쓰입니다.
서보모터 제어방식의 Closed Loop 는 AC서보 속도가 4,500RPM 내외라고 했을 때 모터 자체에서는 본인이 1,000RPM도는지 900RPM도는지 모릅니다. 이 파트는 기구적인 이야기죠. CNC머신처럼 정확한 제어가 필요한 것은 제어에 따라 너무 깎을 수도 있고 너무 안깎일 수도 있습니다.
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여기서 서보모터를 제어하기 위해서는 파라미터 값을 세팅해야 합니다. 여기서 'GAIN값' 설정이 서보모터 제어의 핵심입니다. Gain값을 잘 줘야 OS(Over Shooting), OR(Over Run)이 되지 않습니다. Gain값은 PID제어로 합니다. P(비례), I(적분), D(미분)의 3항 동작을 조합시켜서 사용하는 제어 방식. 프로세스 제어에서는 오래 전부터 사용되고 있으며, 범용 제어기로서 시판되고 있다. 실장(實裝)하는 경우는 비례 이득, 적분 시간, 미분 시간의 세 매개 변수를 현장 조정에 의해서 정하지 않으면 안 된다. [네이버 지식백과] PID 제어 [PID control, -制御] (전자용어사전, 1995. 3. 1., 성안당) |
PID 제어는 control loop feedback mechanism으로 주로 산업용 제어 시스템에 사용된다. PID제어는 지속적으로 공정변수측정과 지령치 사이의 차이에서의 에러값을 계산한다. 컨트롤러는 컨트롤밸브,댐퍼 또는 가중 된 합에 의해 결정되는 새로운 값으로, 가열 소자에 공급되는 전력 통제변인을 조정해 에러를 최소화하려 한다.
PID제어는 측정되는 공정변수에만 의존한다. 컨트롤러의 임무는 지정치를 overshoot하는 정도, 시스템의 진동 정도의 에러를 제어한다. 그렇다고 PID 알고리즘은 최적의 제어를 보장하지는 않는다. |
*베르누이 정리 유체역학의 기본법칙 중 하나이며, 1738년 D.베르누이가 발표하였다. 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 속력과 압력, 높이의 관계에 대한 법칙이다. 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 일정하다는 법칙에서 유도한다.
예를 들어, 굵기가 변하는 관에 공기를 흐르게 하고 굵기가 다른 부분의 아래로 가는 유리관을 연결한다. 가는 유리관 속에서의 물의 높이를 관찰하면 굵은 쪽에 연결된 물기둥은 그 높이가 낮아지고, 가는 쪽에 연결된 물기둥은 높이가 높아진다. 같은 높이에서 유체가 흐르는 경우 유체의 속력은 좁은 통로를 흐를 때 증가하고 넓은 통로를 흐를 때 감소한다. 베르누이의 정리에 따르면 유체의 속력이 증가하면 유체 내부의 압력이 낮아지고, 반대로 속력이 감소하면 내부 압력이 높아진다. 압력이 높아지면 유리관 속의 물기둥을 더 세게 누르므로 물기둥의 높이가 낮아지고, 압력이 낮아지면 유리관 속의 물기둥을 약하게 누르므로 물기둥의 높이는 높아진다.
이 정리는 결국 이상유체에 대한 역학적 에너지 보존 법칙으로 생각할 수 있다. 그러나 이 법칙은 점성을 무시할 수 있는 완전유체가 규칙적으로 흐르는 경우에만 적용할 수 있고, 실제 유체에 대해서는 적당히 변형된다. 일반적으로 차압식 유량계(差壓式流量計)라고 하는 유량측정 장치는 이 원리를 이용한 것이다. |
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