유도전동기 벡터제어 기술(실용 모터제어 시리즈 3)

제1장 전동기 제어 예비 지식



1.1 전동기의 정의 및 분류 11

1. 전동기의 정의 11

[휴게실] 전류의 3대 작용 14

[휴게실] 전동기와 발전기의 가역성 15

2. 전동기의 분류 15

3. 전동기에 관한 기술용어 정리 19

[휴게실] 전동기의 회전 방향 24



1.2 서보모터 및 서보제어 시스템 25

1. 서보모터의 정의 25

2. 서보제어와 피드백 제어 27

3. 전동기 서보제어에 필요한 액세서리 부품 29

[휴게실] 기어드 모터 37



1.3 PI 제어 및 PWM 제어 38

1. PI 제어의 원리 및 응용 38

2. PWM 제어의 원리 45

[휴게실] 프로그래밍 = 알고리즘 개발 + 코딩 작업 51



1.4 전력용 반도체 스위칭 소자의 사용 기술 52

1. 전력용 반도체 스위칭 소자의 종류 52

2. 다이오드 54

3. 바이폴라 트랜지스터 61

4. MOSFET 73

5. IGBT 88

6. MOSFET의 게이트 구동 방법 89

7. 전력용 반도체 스위칭 소자의 손실 92



1.5 전동기의 회전속도 측정 기술 98

1. 전동기 회전속도 측정 방법의 분류 98

2. 증분형 로터리 엔코더를 사용한 회전속도 측정 102



1.6 전류 측정 기술 110

1. 전류 측정 방법의 분류 110

2. 션트저항을 사용하는 방법 111

3. C/T를 사용하는 방법 114

4. 홀전류센서를 사용하는 방법 117



제2장 OK-STM767VC 키트



2.1 OK-STM767VC 키트의 구조와 기능 123

1. OK-STM767VC 키트의 개요 및 사양 123

2. OK-STM767VC 키트의 하드웨어 구조 125

3. TFT-32A 보드의 하드웨어 구조 142

4. OK-STM767VC 키트의 조립 및 테스트 148



2.2 Cortex-M용 에뮬레이터 ST-LINK/V2-ISOL 152

1. 하드웨어 및 소프트웨어 개발 툴 152

2. ST-LINK/V2-ISOL 에뮬레이터 157



2.3 IAR EWARM 컴파일러의 설치 및 사용 166

1. IAR EWARM 프로그램의 설치 166

2. 예제 프로그램의 설치 172

3. IAR EWARM의 환경 설정 172

4. IAR EWARM의 주요 기능 요약 185



제3장 유도전동기의 제어 기술



3.1 3상 유도전동기의 기초 207

1. 3상 유도전동기의 구조 207

2. 3상 유도전동기의 동작 원리 209

3. 3상 유도전동기의 속도제어 방식 224

[휴게실] 전동기의 토크 231



3.2 3상 농형 유도전동기의 수학적 모델링 232

1. 고정좌표계에서의 모델링 232

2. 동기 회전좌표계에서의 모델링 244

3. 유도전동기의 벡터제어 249

4. 고정좌표계와 동기 회전좌표계 사이의 좌표변환 259

5. 유도전동기의 파라미터 측정 263



3.3 공간전압벡터 PWM 기법을 사용한 전류제어 271

1. 공간전압벡터 PWM의 원리 및 특성 271

2. 인버터의 PWM 스위칭을 위한 연산처리 280

3. 인버터의 데드타임 처리 286



3.4 벡터제어 인버터의 설계 기술 290

1. 키트에서 사용하는 3상 농형 유도전동기의 사양 290

2. 벡터제어 인버터의 구조 295

3. 전력회로의 설계 298

4. 마이크로프로세서 및 주변회로의 설계 306

5. 전압, 전류, 회전속도를 측정하는 회로의 설계 310

6. 벡터제어 프로그램의 설계 318

7. 벡터제어 인버터를 개발할 때의 안전 및 주의 사항 324



3.5 전력제어 회로에서의 노이즈 방지 기술 335

1. 노이즈란 무엇인가 335

2. 노이즈의 종류 337

3. 전력제어 회로에서의 노이즈 방지 대책 340

4. PCB 설계에서의 노이즈 방지 대책 354



제4장 유도전동기의 속도제어 프로그램



4.1 V/f 제어 방식을 사용하는 기술 361

1. 키트 테스트 프로그램 361

2. V/f 제어를 사용한 속도제어 프로그램 408



4.2 벡터제어와 공간전압벡터 PWM을 사용하는 기술 432

1. 홀센서로 상전류를 측정하는 속도제어 프로그램 432

2. 션트저항으로 상전류를 측정하는 속도제어 프로그램 459



4.3 옵셋전압 PWM 방식을 사용하는 기술 468

1. 옵셋전압을 이용한 PWM 기술 468

2. 옵셋전압 PWM을 사용한 속도제어 프로그램 473



<부록1> 아날로그 회로 설계의 중요성 489

<부록2> IGCM06F60GA의 데이터 시트 501

<부록3> IGCM06F60GA의 방열판 사용 513

윤덕용