홀센서, UVW 관계

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안녕하세요, 제어쟁이입니다.

답변이 조금 늦어서 죄송합니다.

먼저 모든 모터가 Hall_a가 U상, Hall_b가 V상, Hall_c가 W상과 각각 1:1로 대응하는 것은 아닙니다.
Hall 센서 3개의 조합값이 회전자의 60° 전기각 섹터를 나타내고, 제어기에서는 해당 섹터에 맞춰 U·V·W 상 권선을 어떻게 통전할지 정류 테이블로 연결합니다. 일반적인 120° Hall 센서 구조에서는 6개의 유효한 Hall 상태가 발생하지만, 상태의 순서와 신호 반전 여부는 모터 및 배선에 따라 달라질 수 있습니다.

따라서 말씀하신 것처럼 최종적으로는 Hall 테이블이 필요합니다. 다만 강의에서 제시한 표는 모든 BLDC 모터에 공통으로 적용되는 표가 아니라, 강의에서 사용한 모터와 Hall/UVW 배선 기준으로 미리 확인한 매핑 결과입니다. 또한 제조사마다 Hall 신호선 순서가 다르거나 신호가 반전될 수 있기 때문에, 데이터시트에 Timing Chart나 Commutation Table이 없다면 배선 색상만으로는 정확한 관계를 알 수 없습니다.

직접 확인할 때는 다음과 같이 진행합니다.

1. Hall 센서에 전원을 공급하고 모터를 천천히 손으로 돌리면서 Hall_a, Hall_b, Hall_c의 6개 상태와 발생 순서를 기록합니다. 이것으로 Hall 순서와 회전 방향은 확인할 수 있습니다.

2. U·V·W와의 절대적인 위치 관계를 확인하려면, 전류 제한을 건 낮은 전압으로 정해진 상전압 벡터를 순서대로 인가해 회전자를 특정 위치에 정렬시킨 뒤 Hall 값을 기록합니다. 이 작업은 한 상을 +, 나머지 두 상을 -로 연결하거나 그 반대로 연결하면서 6개 위치에 대해 반복할 수 있습니다. 반드시 전류를 제한하고 짧은 시간만 인가해야 합니다.

3. 측정 결과로 Hall 값 → 회전자 Sector → U/V/W 통전 상태 형태의 Lookup Table을 만들면 됩니다. 000과 111은 일반적인 120° Hall 구조에서는 정상적인 유효 상태로 사용하지 않습니다.

즉, 테이블 없이 임의로 관계를 판단하는 것은 어렵지만, 제조사가 표를 제공하지 않더라도 실험을 통해 직접 테이블을 만들 수 있습니다. 모터의 상선이나 Hall 신호선 연결 순서를 변경하면 기존 테이블도 다시 확인해야 합니다.

아래 글에 저전압을 인가해 Hall 패턴을 찾는 과정과 여러 Hall 입력 순서가 자세히 설명되어 있으니, 강의 내용과 함께 스터디해 보시면 이해에 도움이 될 것 같습니다.

https://blog.naver.com/pg365/222038637843

위 방법이 가장 정석적이지만, 실제로 적용하기에는 과정이 다소 복잡합니다. 따라서 전류 제한이 정상적으로 동작하고 하드웨어 보호 설계가 충분하다는 전제하에, 홀 센서 시퀀스를 1-2-3-4-5-6, 2-1-3-4-5-6처럼 하나씩 변경해 가며 모터가 정상적으로 회전하는 조합을 반복적으로 찾기도 합니다.

다만 잘못된 조합에서는 진동이나 역회전, 과전류가 발생할 수 있으므로 반드시 낮은 전압과 제한된 전류 조건에서 짧게 테스트해야 합니다.

감사합니다.

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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다.

jung Scott님, 홀 센서와 모터의 U, V, W 상 사이의 관계를 이해하는 것은 BLDC 모터를 제어하는 데 있어 매우 중요합니다. 질문에서 언급하신 대로, 일반적으로 모터의 데이터 시트에는 이런 정보를 직접적으로 제공하지 않는 경우가 많습니다. 그러나 다음과 같은 방법으로 이 관계를 파악할 수 있습니다.

1. 실험을 통한 방법: 가장 확실한 방법은 직접 실험을 통해 홀 센서의 신호(디지털 값)와 U, V, W 상의 위치를 확인하는 것입니다. 모터를 수동으로 회전시키면서 홀 센서의 출력과 각 상의 전압 또는 전류 변화를 측정하여 매핑 테이블을 만들 수 있습니다.

2. 회로도 분석: 모터와 드라이버 보드의 회로도를 면밀히 분석하면 홀 센서 출력과 각 상 사이의 관계를 어느 정도 파악할 수 있습니다. 회로도에 기재된 핀 연결, 트레이스 등을 통해 추론할 수 있습니다.

3. 엔지니어링 노트 또는 사용 설명서: 간혹 제공되는 문서나 매뉴얼, 또는 제조사 지원 사이트에 관련 정보가 있을 수 있습니다. 제조사에 직접 문의해보시는 것도 좋은 방법입니다.

4. 소프트웨어적인 접근: 고정된 홀 센서 패턴에 대한 펌웨어 코드를 사용하여, 모터 회전에 따라 발생하는 홀 센서의 상태 변화를 모니터링하는 것도 가능합니다. 제어 알고리즘을 통해 이 데이터를 활용할 수 있습니다.

참고 URL: 홀 센서 및 BLDC 모터 관련 제어 기술 (실제 URL은 임시로 첨부되었습니다)

관련된 질문을 통해 유사한 내용을 더 탐구하고 싶으시다면, 아래 링크를 참조하세요:
- 홀센서를 이용하여 BLDC 모터 구동

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