동적시스템 및 제어공학 - 모터제어의 기본 이론과 실험
동적시스템 및 제어공학 - 모터제어의 기본 이론과 실험
1. Motor의 작동원리 및 분류
1) 모터의 작동원리 - 모터에는 전원의 종류에 따라 크게 직류(DC)모터와 교류(AC)모터로 나눌 수 있는데 기본이 되는 원리는 서로 같다. 그러므로 가장 기본적인 모터인 직류 모터를 이용하여 그 작동원리를 알아보면 다음과 같다.
DC 모터의 기본원리
영구자석 N, S에 의해 자계가 형성되고, 브러시와 정류자를 통한 전류가 도체 내를 흐르면 플레밍의 왼손 법칙에 따라 토크가 발생한다. 회전자가 회전하여 약 90도 회전하면 정류자에 의해 전류방향이 뒤바뀌어 회전을 계속할 수 있다. 위 그림의 상태에서 통전하여 회전을 시작하면 토크는 점점 감소하고 90도의 위치에서 0이 된다. 하지만 회전자의 관성 때문에 정지하지 않고 조금 더 회전하여 90도를 넘게 되고, 90도가 넘으면 정류자에 의해 전류의 방향이 바뀌게 되어 토크는 다시 증가하여 계속해서 회전을 하게 되는 것이다.
교류모터의 원리도 마찬가지로 플레밍의 왼손 법칙을 적용하지만, 교류 전원을 사용하므로 전류의 방향이 정류자가 없이도 바뀌게 되어 주파수에 맞는 속도로 계속 회전하게 된다.
AC 모터의 기본원리
2) 모터의 분류 - 직류모터와 교류모터로 분류하며 그 종류는 다음과 같다.
2. PID제어 - 자동제어 방식 가운데서 가장 흔히 이용되는 제어방식으로 각각의 요소인
P: Proportional(비례), I: Integral(적분), D: Differential(미분)
를 사용하여 시스템을 컨트롤하는 것을 말한다.
1) 비례 제어(P) -단순한 On/Off 제어의 경우에는 제어 조작량은 0%와 100% 사이를 왕래하므로 조작량의 변화가 너무 크고, 실제 목표값에 대해 지나치게 반복하기 때문에, 목표값의 부근에서 凸凹를 반복하는 제어로 되고 만다. 이 모양을 그림으로 나타내면 아래 그림과 같다.
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1) 모터의 작동원리 - 모터에는 전원의 종류에 따라 크게 직류(DC)모터와 교류(AC)모터로 나눌 수 있는데 기본이 되는 원리는 서로 같다. 그러므로 가장 기본적인 모터인 직류 모터를 이용하여 그 작동원리를 알아보면 다음과 같다.
DC 모터의 기본원리
영구자석 N, S에 의해 자계가 형성되고, 브러시와 정류자를 통한 전류가 도체 내를 흐르면 플레밍의 왼손 법칙에 따라 토크가 발생한다. 회전자가 회전하여 약 90도 회전하면 정류자에 의해 전류방향이 뒤바뀌어 회전을 계속할 수 있다. 위 그림의 상태에서 통전하여 회전을 시작하면 토크는 점점 감소하고 90도의 위치에서 0이 된다. 하지만 회전자의 관성 때문에 정지하지 않고 조금 더 회전하여 90도를 넘게 되고, 90도가 넘으면 정류자에 의해 전류의 방향이 바뀌게 되어 토크는 다시 증가하여 계속해서 회전을 하게 되는 것이다.
교류모터의 원리도 마찬가지로 플레밍의 왼손 법칙을 적용하지만, 교류 전원을 사용하므로 전류의 방향이 정류자가 없이도 바뀌게 되어 주파수에 맞는 속도로 계속 회전하게 된다.
AC 모터의 기본원리
2) 모터의 분류 - 직류모터와 교류모터로 분류하며 그 종류는 다음과 같다.
2. PID제어 - 자동제어 방식 가운데서 가장 흔히 이용되는 제어방식으로 각각의 요소인
P: Proportional(비례), I: Integral(적분), D: Differential(미분)
를 사용하여 시스템을 컨트롤하는 것을 말한다.
1) 비례 제어(P) -단순한 On/Off 제어의 경우에는 제어 조작량은 0%와 100% 사이를 왕래하므로 조작량의 변화가 너무 크고, 실제 목표값에 대해 지나치게 반복하기 때문에, 목표값의 부근에서 凸凹를 반복하는 제어로 되고 만다. 이 모양을 그림으로 나타내면 아래 그림과 같다.
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모터제어의 기본이론과 실험데이터
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