PMSM 설계

본 내용은 " pspm 설계 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.04.30

문서 내 토픽

• 1. PMSM(영구 자석 동기 모터)

  PMSM은 영구 자석 동기 전동기로 rotor에 영구 자석을 사용하여 모터를 구동한다. stator에 3상 전원을 감아 전류를 흘려주면 회전자가 고정자 회전자계와 같은 방향으로 회전자가 동기 되어서 회전한다. 유도전동기와 다르게 기동토크가 없고 동기속도에서 동기전동기가 토크가 생성된다. 따라서 빠르게 속도를 올리고 감속 할 수 있다.

• 2. Inverse DQ

  Inverse dq 회로는 3상을 먼저 2상으로 변환하고, 좌표로 벡터제어를 하여 전류 출력을 발생시킨다. 출력을 바탕으로 2상 전류는 회전자를 회전시키지 못하기 때문에 3상 전류로 변환시켜주기 위하여 사용한다.

• 3. CRPWM

  CRPWM은 히스테리시스 컨트롤 방식으로 작동된다. 전류값을 기준으로 정현파, 주파수 크기를 제어할 수 있다. 따라서 뒤의 회로값을 스위칭 하고 전류값으로 제어를 할 수 있다.

• 4. MOSFET Inverter

  인버터는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 회로이다. 받는 직류값에 따라 전압의 크기. 주파수를 조절하여 교류로 변환할 수 있어 mosfet iverter에서 제어되는 3상 전압에 의해 속도제어가 가능하다.

• 5. PI 제어기

  비례 적분 제어는 목표값과 측정값의 차이가 클수록 제어기 I에서 출력을 크게 하여 목표값과 측정값의 차이를 줄이는 제어이다. 비례기인 P는 측정값과 목표값의 차이에 비례한 제어이다. 적분기인 I는 정상상태의 오차를 없애는 제어인데 적분제어를 하여 오차가 누적된 만큼 출력을 크게 하여 오차를 줄이는 원리이다.

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• 1. PMSM(영구 자석 동기 모터)

  PMSM(영구 자석 동기 모터)은 전동기 분야에서 널리 사용되는 모터 중 하나입니다. 이 모터는 영구 자석을 사용하여 회전자를 구동하는 방식으로, 높은 효율과 출력 밀도, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있습니다. 특히 전기자동차, 로봇, 산업용 기계 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. PMSM의 제어 기술은 모터의 성능을 극대화하는 데 매우 중요한데, 이를 위해 다양한 제어 알고리즘과 구동 기술이 연구되고 있습니다. 향후 PMSM 기술의 발전은 전동기 시스템의 효율성과 성능 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

• 2. Inverse DQ

  Inverse DQ 변환은 PMSM 제어에서 매우 중요한 역할을 합니다. 이 변환은 3상 교류 전압/전류를 d-q 좌표계로 변환하여 모터 제어를 단순화하고 효율적으로 수행할 수 있게 합니다. Inverse DQ 변환은 d-q 좌표계의 전압/전류를 다시 3상 좌표계로 변환하는 과정으로, 모터 구동을 위한 3상 PWM 신호를 생성하는 데 사용됩니다. 이를 통해 모터의 토크와 속도를 정밀하게 제어할 수 있습니다. Inverse DQ 변환은 PMSM 제어의 핵심 기술로, 모터 구동 시스템의 성능과 효율성 향상에 크게 기여합니다.

• 3. CRPWM

  CRPWM(Carrier-based Reverse PWM)은 PMSM 제어에서 사용되는 PWM 기법 중 하나입니다. 이 기법은 기존의 전통적인 PWM 방식에 비해 스위칭 손실을 줄이고 전류 리플을 감소시킬 수 있는 장점이 있습니다. CRPWM은 반전된 PWM 신호를 사용하여 스위칭 동작을 최적화함으로써 모터 구동 효율을 높일 수 있습니다. 또한 CRPWM은 PMSM의 토크 리플 저감에도 효과적이며, 이를 통해 모터의 진동과 소음을 줄일 수 있습니다. 따라서 CRPWM은 PMSM 제어 분야에서 널리 활용되고 있으며, 향후 모터 구동 시스템의 성능 향상에 기여할 것으로 기대됩니다.

• 4. MOSFET Inverter

  MOSFET 인버터는 PMSM 구동을 위한 핵심 전력 변환 회로입니다. 이 인버터는 MOSFET 스위칭 소자를 사용하여 DC 전원을 3상 AC 전압으로 변환하는 역할을 합니다. MOSFET 인버터는 빠른 스위칭 속도, 높은 효율, 소형 경량화 등의 장점을 가지고 있어 PMSM 구동 시스템에 널리 사용됩니다. 또한 MOSFET 인버터는 PWM 제어를 통해 모터의 토크와 속도를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 최근에는 SiC MOSFET 등 고성능 스위칭 소자의 개발로 인버터 효율과 전력 밀도가 크게 향상되고 있습니다. 이러한 MOSFET 인버터 기술의 발전은 PMSM 구동 시스템의 성능과 신뢰성 향상에 기여할 것으로 기대됩니다.

• 5. PI 제어기

  PI(Proportional-Integral) 제어기는 PMSM 제어에서 널리 사용되는 대표적인 제어 기법입니다. PI 제어기는 비례 항과 적분 항으로 구성되어 있어 정상 상태 오차를 제거하고 빠른 응답 특성을 가질 수 있습니다. PMSM 제어에서 PI 제어기는 모터의 속도와 토크를 정밀하게 제어하는 데 사용됩니다. 특히 속도 제어 루프와 전류 제어 루프에 적용되어 모터의 안정적인 구동을 보장합니다. 최근에는 PI 제어기의 성능을 더욱 향상시키기 위해 다양한 튜닝 기법과 적응형 제어 기법 등이 연구되고 있습니다. 이를 통해 PMSM 구동 시스템의 정밀성, 안정성, 효율성이 지속적으로 향상되고 있습니다.