소형 BLDC 모터 기준 rev, fwd 차이점

Question

소형 BLDC 기준으로 보았을때 rev와 fwd 부분 코드를 보면 전류 방향(U/V/W 상의 값)만 반대로 해준 것 같은데, 이렇게 하면 Hall sum의 값이 fwd일때 6 → 4 → 5 → 1 → 3 → 2 였다면 rev일때 6 → 2 → 3 → 1 → 5 → 4 인게 아닌지 질문드립니다. 전류의 방향을 바꾸면 각 고정자의 극이 N ↔ S 로 바껴서 Hall sum 순서가 거꾸로 되는것 같은데 어떻게 생각해야하는건지 모르겠습니다.

제어쟁이 · Answer

안녕하세요 제어쟁이입니다. 이 부분은 코드의 case 순서 와 실제로 모터가 돌면서 들어오는 HallSum 순서 를 분리해서 보면 이해가 쉽습니다. switch(HallSum) 안에서 case 6 , case 4 , case 5 처럼 적혀 있는 순서는 실제 실행 순서를 의미하지 않습니다. 현재 Hall 센서에서 읽힌 값이 6이면 case 6 이 실행되고, 4이면 case 4 가 실행되는 구조입니다. 질문하신 것처럼 소형 BLDC가 정방향으로 회전할 때 HallSum이 6 → 4 → 5 → 1 → 3 → 2 순서로 들어온다면, 역방향으로 실제 회전할 때 HallSum 순서는 6 → 2 → 3 → 1 → 5 → 4 처럼 반대로 들어오는 것이 맞습니다. 다만 이 순서는 모터가 실제로 역방향으로 움직이기 때문에 Hall 센서에서 그렇게 읽히는 입력 순서 입니다. 코드가 그 순서를 만들어내는 것이 아니라, 로터가 어느 방향으로 움직이느냐에 따라 Hall 입력 순서가 결정됩니다. 현재 코드에서 phases_rev() 는 phases_fwd() 와 비교했을 때 같은 HallSum 값에 대해 U/V/W 상의 전류 방향을 반대로 걸어주고 있습니다. 예를 들어 fwd에서 HallSum이 6일 때 (0, -1, 1) 을 출력한다면, rev에서는 같은 HallSum 6에서 (0, 1, -1) 을 출력합니다. 즉 같은 로터 위치에서 고정자 전류 벡터를 반대로 만들어주는 구조입니다. 이렇게 하면 고정자 자속 방향이 반대로 형성되고, 결과적으로 토크 방향이 반대로 생깁니다. 그래서 모터가 역방향으로 움직이기 시작하고, 그 결과 HallSum 입력 순서도 자연스럽게 반대 순서로 들어오게 됩니다. 여기서 중요한 점은 Hall 센서는 기본적으로 고정자 전류 방향 을 읽는 것이 아니라 로터 영구자석의 위치 를 읽는다는 것입니다. 그래서 전류 방향을 바꾼다고 HallSum 값이 즉시 반대로 바뀌는 것이 아닙니다. 같은 로터 위치에서는 HallSum은 그대로이고, 그 상태에서 전류 방향만 반대로 걸어주면 토크 방향이 바뀝니다. 이후 로터가 실제로 반대 방향으로 회전하면서 HallSum 순서가 거꾸로 들어오게 됩니다. 정리하면, fwd/rev 차이는 “HallSum 순서를 코드에서 반대로 적는 것”이 아니라, 같은 HallSum 위치에서 어떤 방향의 전류 벡터를 걸어줄 것인가 의 차이입니다. 현재 코드처럼 phases_rev() 에서 phases_fwd() 의 상전류 방향을 반대로 걸어주면 역방향 토크가 발생하고, 모터가 역방향으로 회전하면서 HallSum 순서도 자연스럽게 6 → 2 → 3 → 1 → 5 → 4 방향으로 들어오게 됩니다.