하드웨어
모터의 종류와 원리 5 - 슬립링
모터의 문제중 하나인 케이블 꼬임 문제를 슬립링으로 해결합니다.
권민재
슬립링이란?
슬립링 구조는 고정부와 회전부 사이에 전기를 끊지않고 공급해줄 수 있는 구조입니다.
이전에 봤던 DC 모터를 생각해보겠습니다, DC 모터는 극성의 전환을 위해 정류자와 브러쉬를 이용하였는데
여기서 조금 다르게 생각해보면 회전하는 물체에 링을 달고 브러쉬를 접촉한다면 범퍼카처럼 접촉식으로 전류를 전달하는 방식으로 사용해볼 수 있습니다.
이러한 구조를 슬립링 구조로 부릅니다.
DC모터: 극성전환에 목적을 두고 각각의 분리된 세그먼트를 통한 접촉식 전기연결구조
슬립링: 회전하는 물체에 전원 공급을 목적으로 연속된 원형링을 사용한 접촉식 전기연결구조
사용처
슬립링 구조는 앞서 말했듯이 고정부와 회전부에 연속적으로 공급해줄 수 있는 방법입니다.
기존의 BLDC도 기계적으로 무한히 회전할 수 있지만, 로봇 암 같은 구조처럼 고정부(Base)와 회전부(J1, J2...)에 전원공급이 되어야 하는 형태라면
모터에 3상 전원선, 엔코더 선이 꼬이면서 전원공급이 어렵게 됩니다.
따라서 무한 회전이 필요하고, 전원이 필요한 회전부에는 슬립링 구조를 적용하여 물리적인 케이블 꼬임 문제를 해결할 수 있습니다.
Types and Principles of Motors - Slip Ring
Unlock the secrets of slip rings and their crucial role in motor technology.
What is a slip ring?
A slip ring is a structure that allows for the continuous supply of electricity between a stationary component and a rotating component without interrupting the power. Consider the DC motor we discussed earlier
: DC motors use a commutator and brushes to switch
polarity. If we think about this a little differently, we could attach a ring to a rotating object and have brushes make contact with it, thereby transmitting current via a contact-based method similar to bumper cars.
This structure is called a slip ring.
DC Motor: A contact-based electrical connection structure designed for polarity reversal,
utilizing separate segments. Slip Ring: A contact-based electrical connection structure using a continuous circular ring to supply power to a rotating object.
Applications
As mentioned earlier, the slip ring structure is a method for continuously supplying power to both stationary and rotating components. While
conventional BLDC motors can rotate mechanically indefinitely, in configurations like robotic arms—where power must be supplied to both the stationary base and rotating parts (J1, J2, etc.)—the
power supply becomes difficult because the three-phase power lines and encoder wires for the motor become tangled.
Therefore, by applying a slip ring structure to rotating components that require both infinite rotation and power, the problem of physical cable tangling can be resolved.