서보전동기는 정밀한 위치 제어와 빠른 응답이 요구되는 장비에 사용되는 모터이다. 정역운전과 급가속·급감속을 반복해 수행할 수 있어 속응성이 높아야 하고, 반복적인 기동·정지에 견딜 수 있도록 내구성이 요구된다는 점이 핵심이다.
서보전동기는 직류식과 교류식 모두 존재한다. 직류형은 제어가 용이하고 교류형은 유지보수가 용이한 장점이 있으므로, '직류용만 존재한다'는 설명은 잘못된 진술이다.
고출력 밀도와 빠른 응답을 위해 서보전동기는 발열이 크므로 냉각 방식이 필요하다. 따라서 '냉각이 필요 없다'는 설명은 사실과 반대되는 내용이다.
서보 시스템의 동특성과 관련해 관성(J)과 시정수(T)는 응답 속도에 영향을 준다. 정밀하고 빠른 제어를 위해서는 관성과 시정수가 작을수록 유리하므로, 관성이 클수록 좋다는 설명은 틀린 주장이다.
서보전동기는 제어 시스템에서 최종적으로 기계적 동작을 수행하는 조작기기에 속한다. 조작기기는 신호 처리 소자(증폭기, 변환기, 검출기 등)와 구별되는 구동 장치라는 점을 기억해야 한다.
예제
문제 유형으로는 서보전동기의 존재 형식(직류/교류), 냉각 필요성, 관성·시정수의 영향, 그리고 조작기기 분류를 묻는 문항이 자주 출제된다. 예를 들어 '서보전동기는 직류용만 존재한다'는 보기, '냉각 방식이 필요 없다'는 보기, '관성이 클수록 응답이 좋다'는 보기 등은 모두 재료의 설명과 어긋나는 오답이다.
대표 기출 3문항
서보전동기의 특징으로 잘못 표현된 것은?
기동, 정지, 역전 동작을 자주 반복할 수 있다.
발열이 작아 냉각방식이 필요 없다.
속응성이 충분히 높다.
신뢰도가 높다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 서보전동기의 특성 중 잘못된 설명을 찾는 것이다. 서보전동기는 정밀 제어와 반복동작에 적합하도록 속응성이 높고 신뢰성이 좋아 자주 기동·정지·역전 동작을 수행할 수 있지만 소형 고출력 특성으로 발열이 발생하므로 적절한 냉각이 필요하다.
서보전동기는 정밀 제어를 위해 발열이 발생하므로 냉각방식이 필요하며, 방열이 필요 없는 것은 오답이다.
조작기기로 사용되는 서보 전동기의 설명 중 틀린것은?
제어범위가 넓고 특성 변경이 용이해야 한다.
시정수와 관성이 클수록 좋다.
서보 전동기는 그다지 큰 회전력이 요구되지 않아도 된다.
급가ㆍ감속 및 정ㆍ역운전이 용이해야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 서보 전동기의 설명 중 틀린 것을 찾는 문제로서 서보의 요구조건을 묻고 있다. 서보 시스템은 빠르고 정밀한 응답이 필요하므로 관성과 시정수는 작을수록 좋고 제어범위가 넓으며 특성 변경이 용이해야 한다.