전기자동차 모터의 전압 방정식 [역기전력, 약자속 제어]

 

 

 이전글에서 이야기했지만 공학도들은 모든 상황에서 지배방정식을 세운다 모터 또한 수식에 따라 어느 정도의 알아야 하는 것이 있지만 작금의 전기차 시장에서는 내부회전형 Ipmsm(영구자석 동기전동기)이 대세로 자리매김하고 있다.

왜 전기자동차는 주로 PMSM 모터를 사용할까?

 

 사실 모터에 따라 필요수치에 따라 많은 변수들을 고려하지만 일반적으로 최대한 간략화해서 설명하면 다음과 같은 전압 방정식이 대세로 사용되고 있다.

 

 

E- 역기전력

RI-저항에서의 전압강하

Ldi/dt-고정자 권선의 인덕턴스에서의 전압강하

 

이렇게 정의되는데 모터에서 전압을 안 빼서 쓸건대 왜 전압방정식을 알아야 하냐는 질문이 당연히 나올만하다.

 

역기전력이란 모터의 단자에서 발생한 전압으로

여기서 이 개념자체가 중요해지는 것이 입력전압이 역기전력보다 더커야만 모터의 역할을 수행하는 것이고 이반대가 되면 발전기가 되는 것이다.

 

하지만 이게 고속으로 구동된다면 어떤 일이 벌어질까? 이전 페러데이 법칙이 예시를 잠시 들고 와보면

 

 

 시간에 따른 자속의 변화량이 곧  전기량정도의 개념이 튀어져 나오는데  이걸 모터에 어울리는 수식으로 변경하면

 

 

 위와 같이 해석할 수 있고 이러한 특성으로 인해 시간에 따른 변화량이 커질수록 기전력이 커지니까 이를 모터에 적용해 보면 고속으로 회전할수록 결국 역기전력의 값이 커진다는 거다.

 

 이를 방지하기 위해 약자 속 제어라는 기술을 적용하는데,  이 기법은 고정자 전기자 전류의 크기와 위상을 제어하여 속도는 그대로 유지하면서 역기전력을 줄이는 제어기법 정도라 보시면 되시겠다.

 

전기자동차 모터 기술 약계자 제어의 활용 과 최적 운전점 찾기