6단계 인버터로 전력이 공급되는 브러시리스 DC 모터

이 예제에서는 정격 1kW, 3000rpm의 속도 조절이 가능한 사다리꼴 PMSM 모터에서의 6단계 스위치온 모드 사용을 보여줍니다.

Olivier Tremblay, Louis-A. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Montreal)

설명

6단계 전압 인버터를 통해 정격 1kW, 500Vdc, 3000rpm의 3상 모터에 전력이 공급됩니다. 인버터는 Specialized Power Systems 라이브러리의 MOSFET 브리지입니다. 속도 레귤레이터는 DC 버스 전압을 제어하는 데 사용됩니다. 인버터 게이트 신호는 모터의 홀 효과 신호를 디코딩하여 생성됩니다. 인버터의 3상 출력은 PMSM 블록의 고정자 권선에 적용됩니다. 이 머신의 샤프트에 가해지는 부하 토크는 처음에 0으로 설정되며 t = 0.1초에서 공칭 값(3N.m)으로 점진적으로 증가합니다.

두 개의 제어 루프가 사용됩니다. 내부 루프는 인버터 게이트 신호를 기전력과 동기화합니다. 외부 루프는 DC 버스 전압을 변경하여 모터의 속도를 제어합니다.

시뮬레이션

모터 전류의 톱니 형태를 관찰합니다. 이는 모터 인덕턴스에 120도의 전기각 동안 정전압을 인가하는 DC 버스에 의해 발생합니다. 초기 전류는 높으며 공칭 속도까지 가속하는 동안 감소합니다. 공칭 토크가 가해지면 공칭 속도를 유지하기 위해 고정자 전류가 증가합니다. 톱니 파형은 전자기 토크 신호 Te에서도 관찰됩니다. 하지만 모터의 관성이 모터의 속도 파형에 이러한 잡음이 나타나는 것을 방지합니다.

모터의 "Back EMF flat area"를 120에서 0으로 변경하고 기전력 e_a의 파형을 관찰합니다.