DC 모터 드라이브란 무엇인가?

DC 모터 드라이브란 무엇인가?

DC 모터 드라이브 정의

DC 모터 드라이브는 DC 모터의 성능을 제어하는 시스템으로, 속도, 출발, 제동, 역전 등과 같은 작업을 향상시킵니다.

출발 메커니즘

DC 모터 드라이브를 출발시키는 것은 높은 초기 전류를 관리하여 모터의 손상을 방지하는 것이며, 일반적으로 저항을 변화시켜 이를 수행합니다.

제동 시스템

제동은 DC 모터 드라이브에 매우 중요한 작업입니다. 모터의 속도를 줄이거나 완전히 멈추는 필요가 언제든지 발생할 수 있으며, 이때 제동이 적용됩니다. DC 모터의 제동은 기본적으로 모터가 발전기로 작동하면서 음의 토크를 생성하고, 그 결과 모터의 움직임이 저해되는 것입니다. 주로 세 가지 유형의 DC 모터 제동이 있습니다:

재생 제동

발생된 에너지가 소스로 공급될 때 발생하며, 다음과 같은 방정식으로 나타낼 수 있습니다:

E > V 및 음의 Ia.

자속이 정격 값 이상으로 증가할 수 없으므로, 재생 제동은 모터의 속도가 정격 값보다 높을 때만 가능합니다. 위의 그래프에서 속도-토크 특성이 표시되어 있습니다. 재생 제동이 발생하면 단자 전압이 상승하여 소스가 해당 양의 전력을 공급하지 않게 됩니다. 이것이 회로에 부하가 연결되는 이유입니다. 따라서 재생 전력이 흡수될 수 있는 충분한 부하가 있을 때만 재생 제동을 사용해야 합니다.

동적 또는 변저기 제동

동적 제동은 DC 모터 드라이브의 또 다른 제동 방법으로, 아머 자체의 회전이 제동을 일으킵니다. 이 방법은 널리 사용되는 DC 모터 드라이브 시스템 중 하나입니다. 제동이 필요한 경우, 모터의 아머는 소스와 분리되고, 아머에 직렬 저항이 도입됩니다. 그러면 모터는 발전기처럼 작동하여 전류가 반대 방향으로 흐르고, 이는 자속 연결이 역전되었음을 나타냅니다. 별도로 흥분된 DC 모터와 직렬 DC 모터의 다이어그램은 아래 그림에 표시되어 있습니다.

제동이 신속하게 이루어져야 하는 경우, 저항 (RB)은 몇 개의 섹션으로 간주됩니다. 제동이 발생하고 모터의 속도가 떨어짐에 따라 저항은 섹션별로 차례대로 제거되어 가벼운 평균 토크를 유지합니다.

플러깅 또는 역전압 제동

플러깅은 제동이 필요할 때 공급 전압을 역전시키는 제동 방법입니다. 제동 중에도 회로에 저항이 도입됩니다. 공급 전압의 방향이 역전되면, 아머 전류도 역전되어 백 EMF가 매우 높아져 모터를 제동합니다. 직렬 모터의 경우 플러깅을 위해 아머만 역전됩니다. 별도로 흥분된 모터와 직렬 흥분 모터의 다이어그램은 그림에 표시되어 있습니다.

속도 제어

전기 드라이브의 주요 응용 분야는 DC 모터의 제동 필요성이라고 할 수 있습니다. 회전하는 DC 모터 드라이브의 속도를 설명하는 방정식은 다음과 같습니다:

이 방정식에 따르면, 모터의 속도는 다음 방법으로 제어할 수 있습니다:

아머 전압 제어

이들 중 아머 전압 제어는 높은 효율성, 좋은 속도 조절 및 우수한 일시적 응답으로 선호됩니다. 그러나 이 방법의 유일한 단점은 아머 전압이 정격 값을 초과할 수 없으므로 정격 속도 이하에서만 작동할 수 있다는 점입니다. 아머 전압 제어의 속도-토크 곡선은 아래에 표시되어 있습니다.

자속 제어

속도 제어가 정격 속도 이상에서 필요할 때 자속 제어를 사용합니다. 일반적인 기계에서는 최대 속도가 정격 속도의 두 배까지 허용되며, 특수 설계된 기계의 경우 정격 속도의 여섯 배까지 허용될 수 있습니다. 자속 제어의 토크-속도 특성은 아래 그림에 표시되어 있습니다.

아머 저항 제어

저항 제어 방법은 아머에 직렬로 저항을 도입하여 속도를 조정합니다. 이 방법은 전력을 소모하므로 비효율적이며, 일반적으로 잠깐의 속도 제어가 필요한 경우, 예를 들어 트랙션 시스템에서만 사용됩니다.