SPWM 문의

解決済みの質問2026-06-25T06:44:54.573Z

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안녕하세요.

문의 1번은 조금 반대로 이해하신 부분이 있는 것 같습니다.

그림에 있는 삼각파와 사인파는 실제 인버터 출력단에 그대로 존재하는 파형이라기보다는, PWM을 만들기 위한 비교 개념으로 보시면 됩니다.

아날로그 회로라면 실제 삼각파 전압을 만들어서 사인파와 비교할 수 있지만, MCU에서는 타이머 카운터가 0부터 최댓값까지 올라갔다가 다시 내려오는 동작을 사용합니다. 이 카운터의 증가/감소가 삼각파 역할을 합니다.

즉, 교재에서는 삼각파를 -Vdc/2 ~ +Vdc/2 전압 기준으로 표현했지만, MCU 내부에서는 이것을 그대로 전압으로 만드는 것이 아니라 0~타이머 최댓값 같은 숫자 범위로 바꿔서 처리합니다. 그리고 사인파 지령도 그 숫자 범위에 맞게 스케일링해서 비교합니다.

정리하면,

교재의 삼각파 = 설명을 위한 전압 기준의 반송파

MCU의 삼각파 = 타이머 카운터 값

이라고 보시면 됩니다.

문의 2번은 이해하신 내용이 맞습니다.

MCU에서 3상 사인파 지령을 만들고, 이 지령을 앞에서 설명한 삼각파 역할의 타이머 카운터와 비교해서 PWM 파형을 생성합니다. 그리고 이 PWM 신호로 3상 인버터의 6개 스위치를 On/Off 제어합니다.

다만 인버터가 실제로 매 순간 부드러운 사인파 전압을 출력하는 것은 아닙니다. 실제 출력은 빠르게 On/Off 되는 PWM 펄스입니다. 대신 PWM의 한 주기 평균값을 보면 사인파 지령을 따라가게 됩니다.

예를 들어 지령이 큰 구간에서는 스위치가 켜져 있는 시간이 길어지고, 지령이 작은 구간에서는 켜져 있는 시간이 짧아집니다. 이 듀티 변화에 의해 평균 전압이 변하고, 그 평균 전압이 사인파처럼 만들어지는 것입니다.

그리고 모터 권선은 인덕턴스가 있기 때문에 PWM처럼 빠르게 변하는 전압이 걸려도 전류는 비교적 부드럽게 흐릅니다. 그래서 최종적으로 모터에는 3상 사인파에 가까운 전류가 흐르게 되고, 이 전류로 회전자계가 만들어져 모터가 회전하게 됩니다.

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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. dayday님.

PMSM 벡터제어 강의를 통해 SPWM(Pulse Width Modulation)과 관련하여 궁금하신 점을 정리해 주셨네요. 관련하여 설명해 드리겠습니다.

문의1: 삼각파와 사인파의 코드상 존재

• 삼각파와 사인파:
  
  • 주어진 컨트롤 루프 내에서는 삼각파와 사인파가 소프트웨어적으로 생성된 신호입니다. 이는 실제 물리적 파형이 아닌, DSP나 MCU 내부에서 계산된 값입니다.
    
  • 삼각파의 크기인 Vdc/2는 일반적으로 참조 삼각파의 피크 값을 말합니다. PWM 생성의 기준으로 사용되며, 이를 통해 비교 연산을 통해 PWM이 결정됩니다.
    

그렇기에 삼각파와 사인파는 코드상에서 연산 및 비교를 통해 PWM을 생성하는 데 사용되는 논리적인 신호이므로, 직접적으로 물리적인 파형이니 조건이니 하는 것이 아니라 프로그램 내 계산으로 보는 것이 맞습니다.

문의2: PWM을 통한 유사 사인파 생성

• PWM을 활용한 유사 사인파 생성:
  
  • MCU에서 PWM 신호를 생성하여 각 스위치를 효과적으로 컨트롤하면서, 출력 전압을 유사 사인파 형태로 조절하게 됩니다.
    
  • 이를 통해 3상 인버터의 출력이 부하에 유사 사인파로 전달되도록 도와주며, 이는 전동기 구동 시 마찰을 최소화하고 효율을 높이는 방식입니다.
    

실제 하드웨어에서 PWM은 전류를 조절하기 위한 도구이며, 조절된 PWM 신호가 인버터를 통해 정류되어 유사한 사인파 형태를 만드는 과정으로 이해하시면 됩니다.

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