57강. 모터인데 왜 전압제어를 하나요 ?
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모터의 토크를 만드는건 결국 전류인데, 이 전류 방향 설명이 없어서 좀 헷갈립니다. 그리고 전류제어 이야기 보다는 왜 PWM같은 전압제어를 하나요 ?
N-MOSTFET에서 전류가 source에서 gate로 흐르도록 만든다면, 이 전류는 다시 배터리로 들어가나요 ?
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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. 윤남경님.
모터의 토크가 전류에 의해 결정되는데 왜 전압 제어(PWM)를 사용하는지에 대한 질문은 아래 기존 답변과 관련이 있습니다.
V/F 전압 제어
모터의 전류는 인버터가 전압을 인가하면 모터의 저항·인덕턴스·역기전력에 의해 결정됩니다. 따라서 일반적인 PWM 방식에서는 PWM의 듀티비를 조절해 모터에 인가되는 평균 전압을 바꾸고, 그 결과 모터 전류와 토크를 간접적으로 조절합니다.
- PWM 듀티비 증가 → 평균 인가 전압 증가
- 평균 전압 증가 → 모터 전류 증가
- 전류 증가 → 토크 증가
다만 정확한 전류 제어가 필요한 경우에는 전류 센서로 실제 전류를 측정하고, PI 제어기 등을 이용해 목표 전류가 흐르도록 PWM 전압을 조절하는 전류 폐루프 제어를 사용합니다. 즉 PWM 전압 제어와 전류 제어는 서로 반대 개념이라기보다는, 전압을 조절하는 PWM이 전류를 제어하기 위한 수단으로 사용되는 관계입니다.
또한 MOSFET의 게이트로 지속적인 부하 전류가 흐르는 것은 아닙니다. 게이트는 절연되어 있으므로 스위칭 순간에 게이트 커패시터를 충·방전하는 전류가 잠시 흐를 뿐입니다. 모터 전류는 MOSFET의 드레인-소스 경로를 통해 흐릅니다.
모터가 인덕터처럼 동작하기 때문에 MOSFET이 꺼지는 순간에도 전류가 갑자기 0이 될 수 없습니다. 이때 전류는 인버터의 바디 다이오드나 별도의 프리휠 경로를 통해 계속 흐르며, 회로 구성과 전류 방향에 따라 배터리 쪽으로 에너지가 되돌아갈 수도 있습니다. 하지만 모든 전류가 항상 배터리로 들어가는 것은 아니며, 배터리의 전압과 제어 방식에 따라 모터의 저항·스위칭 소자에서 소모되거나 회생 에너지로 반환됩니다.
추가로 아래 답변에서는 전압 인가와 전류·토크의 관계, 그리고 V/F 실습에서 전압을 조절하는 이유를 설명하고 있습니다.
하프브릿지와 풀브릿지 인버터의 전류제어성에 대해 질문이이 있습니다.
저는 질문자님의 이해를 돕고자 지식공유자님의 기존 답변을 참고하여 유사한 답변 링크를 추천해드리고 있습니다.
현재 베타 기능으로 답변이 만족스럽지 않을 수 있는 점 양해 부탁드립니다. 🙏
추가적으로 궁금한 점이 있으시면, 이어서 질문해 주세요. 곧 지식공유자께서 답변해 주실 것입니다.
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