[한양대 기계공학부] 동역학제어실험 실험11 PWM 모터 구동 A+ 자료

문서 내 토픽

1. PWM 모터 구동 원리

Pulse-width modulation (PWM)은 디지털 시스템에서 아날로그 구동부를 제어할 때 많이 사용되는 방식으로, 모터와 같은 기계 부품부터 LED와 같은 아날로그 전기소자까지 많은 영역에서 사용되고 있습니다. 아날로그 구동을 위해서는 이상적으로 아날로그 전기소자를 이용해야 하지만, 실제로는 아날로그 신호를 생성해내는 것이 복잡한 회로를 필요로 합니다. 따라서 고속의 디지털 신호의 Duty Cycle을 조정하는 것을 통해 실제로 적용되는 전력의 양을 조정하게 됩니다.
2. PWM 모터의 구동 방법

본 실험에서 사용되는 모터는 5V Rating을 가지는 DC 모터입니다. DC 모터의 경우 회전수를 제어하기가 아주 어렵기 때문에, 회전 각도를 측정하는 Encoder를 내장하는 경우가 많이 있습니다. 본 모터의 경우 모터를 구동하기 위한 구동선이 2개, 모터의 회전을 측정하기 위한 측정선이 4개가 있습니다.

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1. PWM 모터 구동 원리

PWM(Pulse Width Modulation) 모터 구동 원리는 전압을 일정하게 유지하면서 모터의 속도를 제어하는 방법입니다. PWM 신호는 일정한 주기를 가지고 있으며, 이 주기 내에서 전압이 켜지는 시간과 꺼지는 시간의 비율을 조절함으로써 모터의 속도를 제어할 수 있습니다. 이 방식은 모터의 토크와 효율을 높일 수 있으며, 전력 소비를 줄일 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 PWM 신호는 마이크로컨트롤러나 전자 회로를 통해 쉽게 생성할 수 있어 모터 제어에 널리 사용되고 있습니다. 이러한 PWM 모터 구동 원리는 로봇, 자동화 시스템, 가전 제품 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
2. PWM 모터의 구동 방법

PWM 모터의 구동 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 H-브리지 회로를 이용하는 방식입니다. H-브리지 회로는 4개의 스위치로 구성되어 있으며, 이를 통해 모터의 정방향 및 역방향 회전을 제어할 수 있습니다. 두 번째는 단일 스위치를 이용하는 방식입니다. 이 방식에서는 모터의 한 단자를 PWM 신호에 연결하고, 다른 단자를 접지에 연결하여 모터의 속도를 제어합니다. 이 방식은 H-브리지 회로에 비해 구현이 간단하지만, 모터의 정방향 및 역방향 회전을 제어할 수 없다는 단점이 있습니다. 이러한 PWM 모터 구동 방법은 로봇, 자동화 시스템, 가전 제품 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 모터 제어의 핵심 기술로 자리잡고 있습니다.