브러시리스 영구자석 모터 설계(Ch. 4 브러시리스 모터 기초 :4.3)

이전 섹션에서 고려한 그림 4-11의 모터는 단상 모터입니다. 이 모터 유형은 모든 회전자 위치에서 토크를 생성할 수 없으므로 많은 응용 분야에서 나타나지 않습니다. 180°E마다 역기전력과 토크가 제로를 교차합니다. 이 시점에서 모터는 토크를 발생시킬 수 없습니다. 또한 모터가 이 지점에서 정지하게 되면 축을 0이 아닌 토크 지점으로 물리적으로 회전시키지 않고는 모터를 시작할 수 없습니다.

Figure 4-11. A motor containing four full-pitch coils.

이 문제를 해결하고 일정한 토크를 생성하기 쉽게 하기 위해 브러시리스 영구 자석 모터는 하나 이상의 위상 권선을 포함하며 각 위상 권선은 역기전력 및 토크의 제로 크로싱 포인트가 전기적 주기에 걸쳐 균일하게 분포되도록 방향을 맞춘다. 대부분의 브러시리스 영구 자석 모터는 3단계로 구성되며, 일부는 1단계 또는 2단계로 구성됩니다. 모터를 구동하는 데 필요한 전력 전자 장치의 수는 단계의 수에 따라 증가하므로 3단계 이상을 갖는 모터를 보는 것은 매우 드뭅니다. 여러 뱅크의 전력 전자 장치가 필요한 매우 높은 전력 레벨에서만 3 단계 이상을 사용하는 것이 합리적입니다.

그림 4-11에 도시된 모터는 제1상 권선이 4개의 코일을 갖는 것과 동일한 방식으로 4개의 코일로 각각 구성된 2개의 추가 위상 권선을 수용할 수 있다. 결과로 나오는 3상 모터가 그림 4-12에 나와 있는데, 여기서 A, B 및 C는 위상을 지정합니다. 그림을 시각적으로 혼란스럽게 만드는 것을 피하기 위해 그림 4-12는 각 단계마다 하나의 코일만을 보여줍니다. 나머지는 각 슬롯 근처의 위상 레이블로 식별됩니다.

Figure 4-12. A three phase motor.

그림 4-12에 도시된 A상 권선은 그림 4-11에서 앞서 설명한 상권선과 일치한다. 3상이 있기 때문에 역기전력과 토크의 제로 크로싱은 120°E 또는 60°M인 (360°E)/3으로 분리됩니다. 따라서 위상 B의 슬롯은 위상 A의 해당 슬롯에서 60°M 회전하고 위상 C의 슬롯은 위상 B의 해당 슬롯에서 60°M 회전합니다. 이 배치는 고정자 원주 둘레에 슬롯을 30°M 그림과 같이. 결과 위상 파형은 그림 4-13에 나와 있습니다. 회전자가 변경되지 않았으므로 자속 결합, 역기전력 및 위상 B의 토크는 상응하는 위상 A 파형과 동일한 모양을 갖지만 슬롯 배치에서 120°E 오프셋으로 인해 120°E 오프셋만큼 지연됩니다. 마찬가지로 위상 C 파형은 위상 A 파형이 240°E로 변위 된 것처럼 보입니다.

Figure 4-13. Back EMF and torque waveforms for a three phase motor.