BLDC 6스텝 구동 시뮬레이션

이렇게 해 보세요

1. 듀티를 5% 정도로 낮춰 천천히 돌려 보세요. 노란 화살표(고정자 자기장)가 60도씩 뛰어 이동하고, 빨간 N극이 그 뒤를 따라갑니다. 켜진 코일은 들어가는 쪽이 주황, 나오는 쪽이 파랑으로 빛납니다.
2. 오른쪽 인버터 보드에서 불이 켜진 MOSFET과 스위칭 표의 노란 줄을 함께 보세요. 지금 켜져 있는 위쪽 스위치와 아래쪽 스위치입니다. 전류는 위 스위치의 상에서 아래 스위치의 상으로 흐르고, 나머지 한 상은 비어 있습니다.
3. 홀센서 값이 바뀌는 순간에 스텝이 넘어갑니다. 펌웨어가 하는 일은 홀센서 세 비트를 읽어 이 표에서 스위치 조합을 찾는 것입니다.
4. 한 스텝씩을 누르면 스텝이 하나 넘어갈 때마다 멈춥니다. 정류 다이어그램에서 홀센서 신호와 상전압이 바뀌는 지점을 확인해 보세요.
5. 듀티를 올리면 빨라집니다. 스위치 조합의 순서는 그대로이고, 인가되는 평균 전압만 커집니다.

왜 자기장이 앞서 가야 하나

회전자를 돌리는 힘은 고정자 자기장과 회전자 자석 사이의 각도가 90도일 때 가장 큽니다. 6스텝 구동은 자기장을 60도 단위로만 옮길 수 있어서, 이 각도가 60도에서 120도 사이를 오갑니다. 그 사이에서 토크가 조금씩 출렁이는데, 이것이 토크 리플입니다.

이 출렁임을 없애려고 자기장을 연속으로 돌리는 방식이 FOC입니다.

모형의 한계

회전자는 자석 한 쌍(2극)으로 단순화했고, 역기전력과 전류의 지연은 넣지 않았습니다. 스위치 순서와 홀센서의 관계를 보는 용도이며, 표시되는 속도는 실제 모터의 수치가 아닙니다.