[BLDC모터] BLDC모터의 구조

모터 홈페이지

 

 

■ BLDC 모터의 구조 (BRUSHLESS MOTOR)

 

 

 

 

BLDC모터 구조는 로터의 위치검출용 자기소자 또는 광학식 엔코더가 모터에 내장되어 있습니다.

이 위치검출기에서 구동회로로 신호를 보냅니다. 모터 권선은 3상 스타(STAR)결선입니다. 로터(ROTOR, 회전자)는 영구자석을 사용합니다.

 

 

 

검출용 자기소자에는 홀 IC(Hall IC)가 사용됩니다. 스테이터(STATOR, 고정자) 안쪽에 3개 배치되어 있으며, 로터가 회전될 때마다 홀 IC에서 디지털 신호가 출력됩니다.

■ BLDC 모터의 구동방법

모터 권선에는 스위칭(SWITCHING) 용 트랜지스터가 접속되어 있으며, 트랜지스터는 6개로 인버터를 구성하고 있습니다. 상하 트랜지스터가 교대로 ON-OFF를 일정한 순서로 반복하며, 권선 전류의 방향을 바꿔줍니다. 회전하는 구조를 아래에서 설명합니다.

아래 그림의 트랜지스터 스위칭 시퀀스 (TRANSISTOR SWITCHING SEQUENCE)에서 스텝 ①의 경우, 트랜지스터는 Tr1과 Tr6이 ON 상태로 되어 있습니다. 이 때 권선전류는 U상에서 W상으로 흐르며, U상은 N극으로 W상은 S극으로 여자됩니다. 이에 따라 로터는 30˚ 회전합니다. 이 동작을 12번 반복하면서 로터는 회전합니다.

 

 

 

 

 

 

■ BLDC 모터의 제어방법

BLDC 모터의 구동회로는 그림과 같은 구성으로 모터와 접속되어 있으며, 크게 5개의 블록으로 구성되어 있습니다.

- 파워 회로

- 전류제어 회로

- 로직(LOGIC) 회로

- 설정 비교 회로

- 전원회로

 

 

 

1. 파워회로

모터 권선에 흐르는 전류를 제어합니다. 트랜지스터를 6개 사용합니다. 상하로 접속된 트랜지스터가 일정한 순서로 ON-OFF를 반복하며 모터 권선에 전류를 흐르게 합니다.

2. 전류제어 회로

모터에 흐르는 전류는 부하의 크기에 따라 달라집니다. 모터에 흐르는 전류는 상시 검출되어, 설정된 회전속도에서 오차가 발생하지 않도록 제어됩니다.

3. 로직회로

모터의 HALL IC로부터 피드백 신호를 받아 로터의 위치를 검출하고, 모터의 여자 순서를 결정합니다. 여기에서의 신호는 파워 회로의 각 트랜지스터의 BASE로 접속되어 트랜지스터를 일정한 순서로 구동합니다. 모터의 회전속도를 검출하는 역할도 맡고 있습니다.

모터로의 지령, START/STOP, BRAKE/RUN, CW/CCW 제어도 실행합니다.

4. 설정 비교 회로

속도설정신호와 모터의 회전속도 신호를 비교합니다. 이 결과로 모터의 회전속도가 설정보다 높으면 모터로의 입력을 낮추며, 낮으면 모터로의 입력을 올려 설정 회전속도로 되돌립니다.

5. 전원회로

상용전원으로 모터와 각 제어회로를 구동하기 위해 필요한 전압으로 합니다.

 

모터 홈페이지 : https://www.inaom.co.kr/count/tistorycount.do?para=1