AI로 공부카지노 가입 쿠폰 전기차 전기제어 PWM과 6 step

지금까지 고생 많으셨습니다 이제 전기차 속도 및 전기제어 기초를 담당하는 마지막파트 pwm과 6 step입니다 깊이 있게 가면 끝도 없지만 개념정도만을 다루는 점을 명심해 주세요 심화파트나 의문이 드는 점이 있다면 언제나 질문은 환영입니다.

1. DC-AC 컨버팅의 물리적·수학적 배경

전기차에서 배터리는 에너지원으로 작동하며, 주로 고전압 DC(Direct Current)를 출력합니다. 물론 법적으로 고압DC는 1,500V 초과 7,000V 이하/ AC 1,000V 초과 7,000V 이하여서 고압이라 칭할 수 있냐는 애매하지만 우선은 일반적인 시스템보다 높으니 고압이라 해둡시다.

중요한 점은 대부분의 전기차 구동 모터(PMSM, IM 등)는 3상 AC(Alternating Current)를 필요로 합니다. 이전 설명드렸던 회전자계라는 것이죠 이 차이로 인해 DC-AC 변환(인버터 작동)이 필수적이지만 이전까지 설명했던 DC DC컨버터로는 불가능하니 새로운 방법을 강구해야 합니다 오늘은 이 이야기를 해봅시다.

1.1. DC와 AC의 차이점

우선적으로 DC와 AC의 차이를 집고 갈까요?

몇 번이나 설명했지만

DC(직류)

전류가 한 방향으로만 흐르며. 일정한 크기의 전압(고전압, 저전압). 배터리나 정류기의 기본 출력 형태입니다.

AC(교류)

전류 방향이 주기적으로 변화하며, 시간에 따라 전압이 정현파 형태를 띰. 모터 구동에서 회전 자계를 생성하며, 이를 통해 토크를 발생시킴.

이러한 특성은 앞서 설명했으니 알고 계시겠지만 이걸 어떤 식으로 바꿔야 하느냐가 문제입니다 우선 그럼 왜 전기차는 AC가 필요한지 다시 한번 정리하죠

1.2. 3상 AC의 필요성

중요한 점은 3상 AC는 전기차 구동 모터에서 이점이 정말 많습니다. 이전설명 드렸던회전 자계 생성부터 가볼까요? 3상 AC를 120도 위상차로 구성하면, 공간 벡터가 균일하게 회전하여 회전 자계를 만듭니다. 회전 자계는 영구자석 또는 권선이 장착된 로터를 회전시켜 토크를 발생시키는데 이러한 회전은 사실상 물리적 변화 없이 공짜로 얻을 수 있죠

심지어 부드러운 동작이 가능합니다. 3상 AC는 1상 AC 대비 토크 리플이 낮아 구동이 더 부드럽고 효율이 압도적이죠 심지어전력 밀도도 높은데 이는 동일 출력에서 필요한 전선의 크기를 줄여 더 높은 전력 밀도를 제공한다는 것이고 그냥 결론만 놓고 말하면 무게가 가벼워집니다.

그러니 우리는 무조건 3상을 구현해야 카지노 가입 쿠폰 숙제를 가지고 있는 것이죠

1.4. DC-AC 변환의 물리적 원리

DC 전압을 AC로 변환하기 위해 인버터는 앞서 설명한 스위칭 소자(IGBT, MOSFET 등)를 사용하여 DC 입력을 조합해 원카지노 가입 쿠폰 파형을 생성합니다.큰 틀에서 보면 DC DC와 비슷한 형태로 동작하죠 대신 이 녀석은 제어할게 조금 더 많다고 설명할 수 있겠습니다.

실 스위칭 동작시에도 ON/OFF 동작으로 DC 전압을 빠르게 끊었다 연결하며, 평균값을 제어해 AC 전압을 생성. 이때 삼각파와 참조 신호(사인파)로 비교한 PWM 기법을 활용카지노 가입 쿠폰데 여기서 3 상의경우3상 브리지를 구성합니다.6개의 스위치를 통해 DC를 3상 교류로 분배. 각 스위치의 조합이 출력 전압의 위상 및 크기를 결정한다 보시면 되겠습니다.

2. 6 스텝(Trapezoidal) 인버터의 기본 구조와 한계

2.2.1. 6 스텝 인버터의 기본 개념

일단은 기초부터 볼까요? 일반적으로 처음에 배우는 건 6 스텝입니다.인버터는 DC 전압을 교류로 변환카지노 가입 쿠폰 가장 기본적이고 단순한 방식으로, 3상 브리지 구조를 기반으로 작동합니다.

이 방식은 각 상(Phase)에서 120도 위상 차이를 가진 3개의 교류 신호를 생성하며, 이를 통해 3상 모터를 구동하는 방식으로,6 스텝(6-Step) 인버터라는 이름이 붙은 이유는, 인버터가 출력 전압을 생성하는 동안 총 6개의 스위칭 상태(단계)를 거쳐 하나의 주기를 완성하기 때문입니다.

이 과정은 3상 교류를 생성카지노 가입 쿠폰 데 필요한 기본적인 스위칭 패턴으로, 각 단계에서 특정 스위치들이 켜지고 꺼지면서 계단형 파형(Trapezoidal)을 형성합니다.

일반적으로 3 상의 전압을 생성하도록 하기 위해서는 그림처럼 각 상의 극전압이 서로 120도의 위상차를 갖도록 스위칭할 필요가 있습니다 원리적으론 회전자계를 만드는 거예요

구형파 인버터(Square Wave Inverter)라고 칭해지는 이 방식은 이 경우 출력 전압은 인버터가 발생할 수 있는 가장 큰 크기로 고정되며, 그 주파수만이 제어 가능하다는 단점은 있지만 실제로 구현이 가장 쉽죠

물론 그 이전에 모터특성을 DQ변환을 통해 일원화할 필요성은 있지만 우선은 넘어갑시다.

우선 한번 짜볼까요? 매틀랩으로 짜보면 다음과 각이 구형파(사각형의 파형)가 반복되는 구조로 짤 수 있습니다.

위 그래프는 6-Step 인버터에서 생성되는 3상 출력 전압(Phase A, B, C)을 시각적으로 구현한 것 중 특징을 먼저 봅시다.

계단형 파형(Trapezoidal Waveform) 국문으로 구형파라 불리는 녀석인데, 출력 전압은 각 상(Phase A, B, C)에 대해 계단형으로 변화하며, 이는 단순한 ON/OFF 스위칭에 의해 생성되는 것이죠. 각 단계는 60도 전기 각도에 해당하며, 360도(한 주기)를 완성하려면 총 6단계(6-Step)가 필요하기에 6-Step이라 불리는 거예요

A, B, C 상 전압은 각각 120도 전기 각도의 위상차를 가지며, 이를 통해 회전자계를 만드는 거죠

이론적으론 극전압을 어떻게 설정하고 선간을 어떻게 잡고 상전압이 어떤 건지 설명해야 하지만 우선은 이런 방식이 가능하다 하고 넘어갑시다 자세한 이론적 파트는 심화 편에서 다루죠

이러한 6 스텝(6-Step)도 괜찮은 방식이지만이방식의 한계는 명백합니다 구형파가 나오는 시점에서 이러 형태의 문제가 있습니다.

뭔 소리냐고요? 지금 보고 있는 그래프는 고조파성분을 분석한 것으로 실제로 파란색이 오른쪽에 쭉 있는 거 보이시죠? 우리가 원하지 않는 성분이 저만큼 껴있다는 겁니다.

물론 순수한 출력조건은 30%~45% 정도의 차이로 최대출력은 꽤 차이가 납니다 여기서 문제는 실제 평균적인 효율이 고조파 전류로 인해 코어 손실과 권선 손실이 증가하기에6-Step 방식의 경우 약 85%~90%

PWM 방식의 경우 고조파 전류가 억제되어 손실이 줄고 효율이 향상되기에효율은 약 95%~98% 정도가 나오게 됩니다.

뿐만 아니라 토크맥동률이 꽤 유의미하게 차이나죠 6 step의 평균이 10~20%라면 카지노 가입 쿠폰이 1~5% 정도로요실제설명한 기술적, 물리적 문제점으로 인해 고성능 및 정밀한 응용에서는 적합하지 않다는 생각을 한 거죠.심지어 6 스탭은 수백 hz정도지만 카지노 가입 쿠폰은 수백 khz가 가능하죠 대충 카지노 가입 쿠폰이 중요하다는 걸 알았으니 한번 봐봅시다