모터 제어 개발 에피소드 공유

□ 적용 프로젝트 : 모터 드라이버 솔루션을 적용했던 프로젝트에 대해 설명해 주세요.

최근에 전기차 기반의 자율주행 개발 프로젝트를 위한 KEMET 모터 드라이버 솔루션에 대한 경험이 있습니다. 
솔루션을 설계 및 프로토타이핑을 할때 모터를 쉽고 빠르게 구동 하기 위하여 여러 솔류션들중에서 저희는  KEMET 모터 드라이버 솔류션을 선택하였습니다. 
설계 프로세스를 간소화하고,  모터 드라이버에 대한 경험과 지식이 부족한 엔지니어가 모터 애플리케이션 설계를 시작할 수 있도록 돕는 장점이 엔지니어들에게 많은 도움이 되었었습니다. 

특히, 이 장치들은 프로토타입 개발 분야에서 폭넓게 사용된 산업 표준 컨트롤러 이었기 때문에  사용성 및 접근성이 매우 용이하였습니다. 

□ 사용했던 드라이버 솔루션 : 어떤 드라이버 솔루션을 사용했는지 적어 주세요.

1. KEMET Electronics 전도 폴리머 전해질 커패시터
전체 온도 범위에서 우수한 안정성, 보다 오랜 수명, 보다 우수한 안정성을 제공하도록 설계합니다.

2. KEMET Electronics 스냅인 알루미늄 전해 커패시터
매우 긴 수명과 높은 리플 전류를 비롯한 다양한 수명 및 성능 옵션을 제공합니다.

3. KEMET Electronics High Voltage C0G MLCCs 
최대 150nF의 커패시턴스 값과 EIA 0603 ~ 4540 범위의 케이스 크기로 ≥500V입니다.

4. KEMET Electronics SBC/SBCP 코일 페라이트 인덕터
페라이트 전력 인덕터는 다양한 분야에 유용하게 사용되며 DC/DC 컨버터 및 잡음 필터용으로 적합합니다.

□ 사용했던 이유 : 해당 솔루션의 장/단점
ON Semiconductor / KEMET 모터 드라이버 솔루션으로는 ON Semiconductor 소형 지능형 전원 공급 모듈 및 KEMET의 다양한 콘덴서를 들 수 있습니다. ON Semiconductor의 600V 소형 지능형 전원 공급 모듈은 완전히 통합된 인버터로서 영구 자석 동기식 모터(PMSM) 구동에 적합합니다. 이 모듈은 브러시리스-DC(BLDC) 모터 및 AC 비동기식 모터도 구동합니다. KEMET의 커패시터는 다양한 전해질, 종단 장치 및 지능형 전원 공급 모듈 모터 구동 시스템과 결합 시 탁월한 성능을 제공하는 폼 팩터의 혹독한 환경에 적합합니다.

KEMET는 고전압 및 고온 응용 기기 솔루션뿐만 아니라 다양한 유전체, 종단 장치 및 폼 팩터에 방대한 포트폴리오를 제공합니다. KEMET는 고급 패시브 구성품을 필요로 하는 고객의 요구 사항을 보다 효과적으로 지원합니다. 이를 위해서  제공 제품을 확대하여 인덕터 같은 자기 장치를 포함시키고 있습니다. 지능형 전력 모듈 모터 드라이브 시스템과 관련하여 매우 까다로운 환경을 유지하는데 광범위한 포트폴리오와 우수한 품질이 무엇보다도 차별성이 있는 솔류션입니다. 

* 특징: 
1. 모터의 회전은 단일 펄스 신호로 제어되며, 부드러운 구동 및 고속 회전에 유리함
2. 4가지 패턴 설정 가능 (2가지 패턴의 하프 및 1/4 스텝)
3. 모터 부하 및 회전 속도에 따라 전류를 최적 전류로 조정하는 고효율 드라이브 지원
4. 소비전력, 발열, 진동, 소음 감소 등의 달성 가능
5. 사용자 친화적인 GUI로 작동 확인 및 샘플 프로그램 생성 가능

이상입니다

MATLAB 2022A 아카데믹 버젼을 다운로드 받아서 설치하였습니다. 

최근버젼의 Simulink을 이용하여  DC모터를 직접 모델링하는 작업을 수행해보았습니다. 

모델링한 DC 모터 시스템은 다음과 같은 방정식을 가지고 있습니다. 

 모터 파라메터들을 위한 값 정보들을 아래와 같이 설정하였습니다. 

• L = 0.1 H
• Kφ = 0.3
• J = 0.1 Kg.m2
• b = 0.01
• R = 2 Ω

이상.