BLDC 모터의 고정밀 속도 제어를 위한 주파수 평균화 기법 연구

국문 초록 (Abstract)

다양한 산업기기와 전기기기의 동작을 위해 DC 모터와 BLDC 모터가 사용되고 있다. DC 모터는 내부에 브러시가 존재하여 지속적으로 사용할 경우 노후화로 인한 마모에 의해 주기적인 교체가 필요하다. 이를 보완하기 위해 BLDC(Brushless DC) 모터가 개발되어 사용되고 있으며, BLDC 모터를 구동하기 위해서 별도의 구동회로가 필요하다.
본 논문은 디지털 컨트롤러(Atmega128)를 사용하여 BLDC 모터의 구동회로인 인버터의 게이트 신호를 생성하여, 두 개의 서로 다른 주파수가 한 주기 내에서 발생하는 빈도에 따라 평균주파수를 구하여 모터의 속도를 제어하며, 높은 주파수 분해능 특성을 갖는 고정밀 속도 제어를 위한 주파수 평균화 방식을 제안한다. 주파수 평균화 방식의 특성 및 성능 검증을 위해 Atmega128(디지털 컨트롤러), 인버터와 BL42S-24030N(BLDC Motor)을 사용하여 BLDC 모터 시스템을 구현하였다.
본 논문에서 제안하는 주파수 평균화 방식은 주파수 와 주파수 가 한 주기(T)에서 발생하는 빈도를 조절한다. 또한 시그널 제너레이터에서 주파수를 가변하지 않고, 고정된 두 개의 주파수 발생 빈도를 조절하기 때문에 발생 빈도에 따라 0.1Hz 이하의 주파수 분해능으로 모터의 속도를 정밀하게 제어가 가능하다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 목차 Ⅰ
• 그림목차 Ⅲ
• 표 목차 Ⅴ
• 국문요약 Ⅵ
• I. 서론 1
• 1.1 연구의 배경 1
• 1.2 논문의 구성 3
• Ⅱ. BLDC 모터 구동 시스템 분석 3
• 2.1 센서드 BLDC 모터 제어 시스템 5
• 2.1.1 3차 고조파 센싱 제어 5
• 2.1.2 홀센서 출력신호 센싱 제어 7
• 2.2 센서리스 BLDC 모터 제어 시스템 9
• 2.2.1 중립점 센싱 제어 10
• 2.2.2 쇄교 자속 센싱 제어 12
• 2.2.3 역기전력 센싱 제어 13
• Ⅲ. BLDC 모터제어 시스템 설계 14
• 3.1 설계한 BLDC 모터 제어 시스템의 구조 14
• 3.1.1 디지털 컨트롤러 15
• 3.1.2 버퍼, 레벨 시프터 21
• 3.1.3 인버터 23
• 3.2 모델링 25
• Ⅳ. 주파수 평균화 방식 실험 및 검토 28
• 4.1 주파수 평균화 방식 28
• 4.2 평균주파수 30
• 4.3 데이터 31
• Ⅴ. 결론 38
• 참고문헌 39
• 참조 43
• Abstract 46
• 감사의 글 48