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BLDC 모터를 시뮬레이션하여 역기전력 프로파일 관찰하기

BLDC 모터와 PMSM의 구조는 두 모터 모두 회전자에 영구자석이 있고 동기모터로 정의된다는 점에서 비슷합니다. 동기모터에서 회전자는 고정자의 자기장과 동기화됩니다. 즉, 회전자는 고정자의 자기장과 같은 속도로 회전합니다.

두 모터는 역기전력의 모양에서 큰 차이점을 보입니다. 전기 모터가 회전할 때는 발전기 역할을 합니다. 달리 표현하자면, 고정자에서 모터의 구동 전압과 반대되는 전압이 유도됩니다. 역기전력이 모터의 중요한 특성인 이유는, 최적 제어를 위해 필요한 알고리즘의 종류가 그 모양에 따라 결정되기 때문입니다.

BLDC 모터는 설계상 역기전력 모양이 사다리꼴이며, 일반적으로 사다리꼴 정류를 통해 제어됩니다.

PMSM은 역기전력이 정현파 모양이므로 자속기준제어를 통해 제어됩니다.

때때로 PMSM과 BLDC라는 용어는 모터 제어 커뮤니티에서 구분 없이 사용되기도 하며, 이로 인해 역기전력 프로파일에 관해 혼동이 발생할 수 있습니다. 이 논의에서는 BLDC 모터는 사다리꼴 역기전력을 가진 전동기만을 가리킵니다.

Simscape Electrical™에서 모델링된 모터의 역기전력 모양을 쉽게 관찰하는 방법은 시뮬레이션하는 것입니다.

여기서는 개회로 단자가 있는, 즉 코일로 가는 전류가 없는 단일 극쌍 BLDC의 시뮬레이션을 볼 수 있습니다. 토크를 가하여 회전자를 회전시키면 모터는 발전기 역할을 합니다. 일정 시간 동안 위상 A의 전압을 측정하여 역기전력의 모양이 어떻게 결정되는지를 볼 수 있습니다. 전압 스코프는 BLDC 모터의 역기전력이 사다리꼴 모양임을 보여주며, 여기에는 전압이 평탄하게 유지되는 영역이 포함됩니다.

다음 튜토리얼에서는 위의 영상에서처럼 Simscape Electrical을 사용하여 BLDC 모터를 모델링하고 시뮬레이션하는 방법을 알아볼 수 있습니다.