[PLC] 서보 모터 브레이크 결선, 왜 릴레이 터미널을 써야 할까?
[실무 가이드] 서보 모터 브레이크 결선, 왜 릴레이 터미널을 써야 할까?
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| 서보 앰프 브레이크 배선 예시 (ex. MINAS-A6B 시리즈) |
서보 시스템을 설계하거나 시운전(Try Run)을 할 때 가장 빈번하게 발생하는 사고 중 하나가 서보 드라이버의 출력 포트 소손입니다. "그냥 24V 신호니까 브레이크에 바로 연결하면 안 되나?"라는 의문에서 시작해, 가장 안전하고 똑똑한 결선 방법까지 정리해 봅니다.
1. 서보 드라이버 출력(X4)의 한계: "생각보다 약하다"
대부분의 메이저 서보 드라이버(Panasonic, Mitsubishi 등) 출력 포트는 최대 정격이 30V 50mA 내외입니다. 반면, 모터 브레이크를 해제하는 데 필요한 전류는 소형 모터 기준 약 300~400mA에 달합니다.
결론: 직접 연결하는 순간 정격의 6~8배가 넘는 전류가 흐르며 드라이버 내부 트랜지스터가 즉사합니다.
2. 해결사: 릴레이 터미널 선택의 기술
드라이버 보호를 위해 중간에 '릴레이'라는 다리를 놓아야 합니다. 이때 어떤 보드를 쓰느냐가 시스템의 안정성을 결정합니다.
브레이크 OFF 신호는 X4 커넥터의 핀 1, 2번을 사용해서 배선합니다. BRK-OFF-(2번 핀)에 DC24V의 0V를 연결하고 BRK-OFF+(1번 핀)을 릴레이 코일의 -단자에 연결합니다. 그리고 릴레이 코일의 +단자에는 DC24V+를 연결합니다. 중요한 점은 브레이크 코일용 DC 파워서플라이와 제어용 DC 파워서플라이는 별개의 것을 사용하는 것이 권장사항입니다.
① 소비전류를 체크하라 (앰프 보호)
범용 릴레이(HR7 등): 코일 소비전력이 약 0.9W(37.5mA)로, 드라이버 정격(50mA)에 너무 바짝 붙어 있어 위험 마진이 적습니다.
슬림 릴레이 터미널(R4T-YC, R4T-16P-S): 소비전력이 약 110~120mW (약 10mA) 수준입니다. 드라이버 정격의 20%만 사용하므로 매우 안전합니다.
② 유도성 부하(브레이크)에 강한 모델인가?
브레이크는 거대한 '코일' 덩어리(유도성 부하)입니다. 전원을 끌 때 수백 볼트의 역기전력이 발생합니다.
R4T-YC: 장착된 NY 릴레이는 고전압 스위칭(최대 DC 150V)에 강해 유도성 부하 제어에 탁월합니다.
S4T-202D(MOS형): 무접점이라 수명은 길지만, 역기전력 보호 회로가 없으면 반도체 소자가 쉽게 파손될 수 있어 주의가 필요합니다.
3. "유지보수 깡패" 배선법: +24V 스위칭
현장에서 테스터기로 점검할 때 가장 편한 방법은 +24V 라인을 릴레이 접점으로 끊어주는 것입니다.
이유: 테스터기의 검정 리드선을 제어반 접지(0V)에 고정해두고 빨간 리드선으로 찍었을 때, **"24V가 나오면 ON, 0V면 OFF"**라는 직관적인 판단이 가능하기 때문입니다. 0V를 스위칭하면 동작 중에 전압이 0V로 찍혀 진단이 꼬이게 됩니다.
4. 화룡점정: MOV(바리스터) 설치
릴레이 접점이 아무리 강해도 반복되는 역기전력 앞에서는 장사 없습니다. 브레이크 단자(B1, B2)에 MOV를 병렬로 설치하면:
릴레이 접점의 아크(불꽃)를 억제해 수명을 극대화합니다.
역기전력 노이즈가 주변 통신선이나 센서에 영향을 주는 것을 원천 차단합니다.
💡 요약: 성공적인 서보 브레이크 시운전 체크리스트
PANATERM/KV STUDIO의 시운전 기능을 활용해 브레이크 해제 신호가 나가는지 확인한다.
앰프에 부담이 적은 R4T-YC(10mA 소모) 같은 슬림 릴레이 보드를 사용한다.
브레이크 단자에 MOV를 달아 역기전력을 잡는다.
+24V 스위칭 방식으로 배선하여 나중에 고생할 유지보수 담당자를 배려한다.
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