[2024-1학기 국민대학교 자동차융합실험] 전기모터실험(A+)

소개

국민대학교 자동차융합대학 필수교과목인 자동차융합실험-전기모터실험 보고서입니다.
2024년-1학기 수강하였으며 A+ 받았습니다.
실험이론과 고찰 퀄리티 좋게 정말 잘 작성했다고 자부합니다.
참고하셔서 시간도 아끼시고 좋은성적 얻으시길 바랍니다.

목차

1. DC 모터의 전압별 속도 측정 실험
(1) 실험 목적
(2) 실험 장치 및 기구 세팅
(3) 실험 이론
(4) 실험 순서
(5) 실험 결과
(6) 실험 결과 고찰

2. AC 모터의 역기전력 측정 실험
(1) 실험 목적
(2) 실험 장치 및 기구 세팅
(3) 실험 이론
(4) 실험 순서
(5) 실험 결과
(6) 실험 결과 고찰

3. PI제어기 Gain에 따른 추종성능 비교 실험
(1) 실험 목적
(2) 실험 장치 및 기구 세팅
(3) 실험 이론
(4) 실험 순서
(5) 실험 결과
(6) 실험 결과 고찰

본문내용

1) DC모터 회전 원리
DC모터는 크게 고정자와 회전자로 구성된다. 고정자에는 자석과 브러시가 있고, 회전자에는 정류자와 코일이 있다.
자석 : 자속에 의해 일정한 방향으로 자계를 형성한다.
브러시(brush) : DC전원과 연결되어 전류가 일정하게 공급되고 정류자 접촉하여 코일에 전류를 흐르게 한다.
정류자(commutator) : 정류자에 있는 위아래 틈을 통해 브러시와의 연결이 끊어지게 되고 관성에 의해 코일이 계속 회전한 후 정류자가 반대편에 있는 브러시와 연결되어 전류의 방향이 반대로 바뀌면서 코일이 같은 방향으로 회전할 수 있게 된다.
코일 : 정류자와 연결되어 전류가 흐르며, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 힘을 받아 회전한다.
모터의 회전방향은 전류의 방향에 따라 결정된다. 위의 두번째 그림에서 전류가 코일에 반시계 방향으로 흐르면 코일은 시계방향으로 회전한다.
브러시 구조에 의해 전류가 일정한 방향으로 흐르므로 회전자의 회전과 관계없이 회전자 도체에서 발생하는 기자력의 방향은 항상 동일하다.
모터의 회전을 발생시키는 힘은 고정자 자석에 의한 자속과 회전자 자석에 의한 자속의 상대적인 위치에 따라 다르며, 전기각으로 90° 벌어진 위치에서 최대가 된다.
전동기의 토크는 자속 벡터와 이 자속이 쇄교하는 전류 벡터의 벡터 곱으로 결정되고 다음 식을 만족한다. "T=k(φ×i)=k" |φ||i| sin⁡θ
따라서 자속 벡터와 전류 벡터가 이루는 각 θ=90° 일 때 토크가 최대가 된다.
2) DC모터와 연결된 Encoder 파형 측정 회로
모터에 장착된 Encoder는 모터의 기계적인 회전 변위를 전기적인 펄스로 변환한다. 이번 실험에서는 EB는 사용하지 않고 EA만 사용하고 하나의 풀업저항과 하나의 BJT만 사용하여 회로를 구성했다. BJT는 Vin으로 들어오는 전기 신호를 증폭시켜 출력해주는 역할을 하고 풀업저항은 Vin으로 입력 신호가 들어왔을 때 Vcc가 접지와 바로 연결되어 쇼트를 방지하기 위한 역할이다.

참고자료

· 자동차융합실험_전기모터실험 ppt
· 솔베이지. (2019,11,11). 모터의 역기전력. https://m.blog.naver.com/kspark222/221704758624
· 소장 H An.(2019.5.20). 모터 이야기 004-역기전력. https://m.blog.naver.com/ahnoz2/221542462529
· 친절한냉동C. (2015.11.20). 3상 유도전동기의 원리. https://blog.naver.com/hvackkw/220545492977
· 한은기. (2022.1.2). [Control] PID 제어. https://velog.io/@717lumos/Control-PID-%EC%A0%9C%EC%96%B4