모터제어 일기장

3상 교류 전동기를 제어하는데 가장 기본이 되는 DQ 변환(DQ-Transformation)에 대해 알아보자. D는 Direct를 의미하고, Q는 Quadrature를 의미한다. D축은 자속을 발생시키는 축이고, Q축은 토크(회전력)을 발생시키는 축이다. DQ 변환은 3상 교류 파형을 2상 직류 파형으로 나타내는 기법이다. 수식으로 설명하기보단 그림을 보면서 어떻게 DQ 변환을 하는지 설명한다. TI 사의 DQ 변환과 관련된 데이터 시트를 참고하여 나타냈다. 그림 설명 이후에 수식으로 설명한다. 그림 1은 TI사의 DQ 변환 수식을 참고로 만든 것이다. 가로축은 각도(˚)를 나타내고, 세로축은 벡터의 크기를 나타낸다. 즉, UVW상, αβ상, DQ상의 벡터합은 모두 동일다. UVW상에서 αβ상으로의 변환..

제어기설계 2022. 12. 4. 20:38

우리가 3상 교류 전동기를 제어하기 위해서 회전자계와 벡터제어에 대해 반드시 이해하고 넘어가야 한다. "모터의 종류 (3) - BLDC 모터의 구조"를 보면 회전자계에 대한 언급이 나온다. 이에 대해 자세히 설명하고자 한다. 모터의 종류 (3) - BLDC 모터의 구조 HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 지난 시간까지 모터의 종류, BLDC와 PMSM의 구조에 대해 알아보았다. 이번 시간에는 BLDC 모터의 구조에 대해 알아볼 것이다. BLDC 모터의 구동 원리를 설명한 뒤, zin9.tistory.com 그림 1을 보자. 고정자 권선에 전류의 흐름이 지속적으로 바뀜과 동시에 극성이 바뀐다. 이 극성이 발생함에 따라서 고정자에 N극과 S극이 형성되어 회전자의 영구자석과 인력과 척력을 만들어낸다. 이러..

제어기설계 2022. 12. 4. 18:55

HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 지난 시간까지 모터의 종류, BLDC와 PMSM의 구조에 대해 알아보았다. 이번 시간에는 BLDC 모터의 구조에 대해 알아볼 것이다. BLDC 모터의 구동 원리를 설명한 뒤, 모터를 예시로 하여 구조를 분석할 것이다. BLDC와 PMSM은 구조가 거의 동일함을 지난 시간을 통해 확인했고, BLDC(PMSM과 동일하게 부를 것) 모터에 대해 더 자세히 들어가고자 한다. 그림 1에서 2극 3슬롯 BLDC 모터의 회전을 볼 수 있다. 화살표는 고정자 권선에 흐르는 전류를 의미한다. 고정자 권선에 전류가 흐르면 "페러데이의 전자기 유도 법칙"에 따라 고정자의 철심에는 자극이 형성된다. 또한, 고정자에 형성된 극성으로 인해 회전자의 영구자석과 인력과 척력이 작용하게 된다. ..

BLDC 모터 2022. 12. 2. 22:49

EtherCAT 통신에 대해 들어가기 전에, EtherCAT을 지원하는 MCU는 무엇이 있는지 알아보자. 찾는 법은 간단하다. 구글에 "ethercat mcu"라고 검색하면 그림 1과 같이 ESC Overview에 대한 사이트가 보인다. 그림을 누르면 링크로 연결된다. 3페이지로 되어 있고, 1페이지 좌측 상단에 파일 작성 날짜가 적혀있으니, 볼 때마다 확인하도록 하자. 그림 1에 EtherCAT Slave Controller(ESC)라고 있다. 줄여서 ESC는 MCU에 포함되어 있을 수도 있고, 별도의 칩을 사용해야 할 수도 있다. 말 그대로 Slave이므로 우리는 EtherCAT Master(통상 모션 제어기측)이 아닌 EtherCAT Slave(서보 앰프, 서보 드라이버 등)의 관점에서 EtherC..

EtherCAT 2022. 11. 29. 22:40

앞장에서 모터가 어떻게 구분되는지 알아보았고 BLDC와 PMSM에 대해 설명했다. 세밀하게 비교 분석을 하기 보다는 어떠한 이유에서 PMSM을 BLDC로 부르는지에 대해 설명하고자 한다. 나는 입사해서 일본 엔지니어로부터 처음부터 BLDC라고 가르침을 받았기 때문에 BLDC라고 부를 것이다! "전기기기제어론" 책을 보면 영구자석 교류 전동기와 같이 PMSM으로 설명하고 있다. 하지만, 왜 일반적으로 BLDC라고 부르는 것일까? BLDC와 PMSM을 비교하고 나서, PMSM의 표면부착형과 매립형의 차이에 대해 기술하고자 한다. 먼저, 표 1을 통해 어떤 차이가 있는지 살펴보자 표 1을 보자. BLDC와 PMSM의 비교 표를 볼 수 있는데, 이 때 구조에 대한 비교는 착자 방향을 제외하곤 없는 것을 볼 수있..

BLDC 모터 2022. 11. 28. 00:01

모터의 종류에 대해 알아보자. 먼저 우리는 산업용 로봇에 사용되는 모터를 다룬다. 대부분의 회사는 BLDC 모터를 사용한다. 다만, 회사에 따라 BLAC, BLDC, AC 로 다양하게 부르지만 결국 명칭만 다를 뿐 같은 모터 타입이다. 아래의 그림 1 을 보자. 우리는 BLDC 모터를 다루는데, 그림 1을 보면 표면 부착형 동기 전동기(SMPMSM)을 빨간 글씨로 표현했다. 내가 일하는 곳에서 사용하는 모터는 SMPMSM을 사용한다. IPMSM보다 최대 토크를 얻기 쉽다는 점도 있기도 하고 여러 이유가 있다. 앞으로 말하는 PMSM은 전부 표면 부착형 영구 자석 동기전동기(SMPMSM)을 의미한다. (SMPMSM이란, Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Mot..

BLDC 모터 2022. 11. 26. 13:38

안녕하세요. 주인장입니다. 저는 올해말로 만 4년간 산업용 로봇 업계에서 일하면서 BLDC 모터드라이버 개발을 주 업무로 일해오고 있습니다. 본래 석사학위는 모터제어, 드라이버 방면이 아니었는데 입사하면서 모터제어를 담당하게 되었습니다. 그래서 다소 자료의 완성도가 높지 않을 수 있습니다. 지금 당장은 로봇 업계가 반도체, 자동차, 배터리 등 이미 최고조에 도달했거나 급성장하고 있는 산업은 아니라고 생각합니다. 저 역시 앞으로 10년은 더 봐야 하지 않을까라고 생각합니다. 그정도면 로봇이 김치공장에서 김장하고 있지 않을까요?? 10년 뒤라면 이 블로그를 보시는 많은 로봇 산업 종사자분들은 높은 지위를 가지고 계실거라 생각합니다. 지금 삼성전자, 하이닉스에 있는 고위 기술자분들의 10년 전 모습이 우리 모..

블로그를 시작하며... 2022. 11. 26. 12:51

이 블로그를 시작하는 이유는 서보모터 드라이버를 개발하면서 책으로는 배우지 못 하는 많은 것을 공유하기 위함입니다. 서보모터 드라이버를 개발하면서 간단하게 필요한 것만 참고해서 볼 수 있다면 얼마나 편할까요? 일본 엔지니어와 일하면서 느낀 점은 일본에는 전공 관련 서적이 너무나 많았습니다. 그 중, 만화책 크기만한 서적으로 PID 제어에 대해 설명하는 책을 보고서 느꼈습니다. '아, 우리나라에도 간단하게 공학 지식을 쉽게 알려주는 책이 있으면 좋겠다!' 당장 우리나라 대표 서점인 교보문고에 'PID 제어'를 검색하면 관련 서적이 많이 없습니다. (제 검색 능력이 부족할 수도...??) 제가 작성하려고 하는 모터 제어 관련 서적도 마찬가지입니다. '전기기기제어론(설승기 저)'이나 '모터제어(김상훈 저)' ..

블로그를 시작하며... 2022. 11. 20. 19:31