1. 토크 상수 (K_T)

토크 상수는 BLDC 모터의 중요한 성능 매개변수 중 하나로, 전류와 토크 간의 비례 관계를 나타낸다. 이는 다음과 같이 정의된다.

T = K_T \cdot I

여기서: - T는 생성된 토크 (Nm) - K_T는 토크 상수 (Nm/A) - I는 전류 (A)

2. 역기전력 상수 (K_E)

역기전력 상수는 모터의 회전 속도와 생성된 역기전력 간의 관계를 나타낸다. 역기전력 상수는 다음과 같이 정의된다.

E_b = K_E \cdot \omega

여기서: - E_b는 역기전력 (V) - K_E는 역기전력 상수 (V/(rad/s)) - \omega는 각속도 (rad/s)

3. 속도 상수 (K_V)

속도 상수는 모터의 회전 속도와 공급 전압 간의 관계를 나타내며, 다음과 같이 정의된다.

\omega = K_V \cdot V

여기서: - \omega는 각속도 (rad/s) - K_V는 속도 상수 (rad/s/V) - V는 공급 전압 (V)

4. 저항 (R)

BLDC 모터의 권선 저항은 전류 흐름에 저항하는 정도를 나타내며, 전압 손실과 발열에 중요한 역할을 한다. 저항은 옴의 법칙을 따른다.

V = I \cdot R

여기서: - V는 전압 강하 (V) - I는 전류 (A) - R는 저항 (Ω)

5. 인덕턴스 (L)

인덕턴스는 모터의 권선이 전류 변화에 저항하는 정도를 나타내며, 이는 다음과 같은 관계를 따른다.

V_L = L \cdot \frac{dI}{dt}

여기서: - V_L는 인덕턴스 전압 (V) - L는 인덕턴스 (H) - \frac{dI}{dt}는 전류의 시간에 따른 변화율 (A/s)

6. 모터 상수 (K_M)

모터 상수는 모터의 효율성과 성능을 나타내는 중요한 매개변수로, 다음과 같이 정의된다.

K_M = \frac{K_T}{\sqrt{R}}

여기서: - K_M는 모터 상수 - K_T는 토크 상수 (Nm/A) - R는 저항 (Ω)

7. 정류기 효율 (\eta)

BLDC 모터의 정류기 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비율을 나타낸다. 이는 다음과 같이 정의된다.

\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}}

여기서: - \eta는 효율 - P_{out}는 출력 전력 (W) - P_{in}는 입력 전력 (W)

8. 전류 리플 (\Delta I)

전류 리플은 전류의 변동성을 나타내며, 전력 전자 장치의 스위칭 특성과 밀접한 관련이 있다. 전류 리플은 다음과 같이 정의된다.

\Delta I = \frac{V_{dc} \cdot D \cdot (1 - D)}{f_s \cdot L}

여기서: - \Delta I는 전류 리플 (A) - V_{dc}는 DC 링크 전압 (V) - D는 듀티 사이클 - f_s는 스위칭 주파수 (Hz) - L는 인덕턴스 (H)

9. 모터 관성 (J)

관성은 모터의 회전자가 회전할 때의 저항을 나타내며, 이는 모터의 동적 응답에 중요한 역할을 한다. 관성은 다음과 같이 정의된다.

T = J \cdot \frac{d\omega}{dt}

여기서: - T는 토크 (Nm) - J는 관성 (kg·m²) - \frac{d\omega}{dt}는 각속도의 시간에 따른 변화율 (rad/s²)

10. 감속비 (G)

감속비는 모터의 출력 속도를 낮추기 위해 사용되는 기어비를 나타내며, 다음과 같이 정의된다.

\omega_{out} = \frac{\omega_{in}}{G}

여기서: - \omega_{out}는 출력 각속도 (rad/s) - \omega_{in}는 입력 각속도 (rad/s) - G는 감속비

11. 기계적 효율 (\eta_m)

기계적 효율은 모터의 입력 기계적 에너지 대비 출력 기계적 에너지의 비율을 나타낸다. 이는 다음과 같이 정의된다.

\eta_m = \frac{P_{mech\_out}}{P_{mech\_in}}

여기서: - \eta_m는 기계적 효율 - P_{mech\_out}는 출력 기계적 에너지 (W) - P_{mech\_in}는 입력 기계적 에너지 (W)

12. 온도 상승 (\Delta T)

온도 상승은 모터의 권선 온도가 주변 온도보다 얼마나 높은지를 나타내며, 이는 모터의 열적 성능을 평가하는 데 사용된다. 온도 상승은 다음과 같이 정의된다.

\Delta T = R_{\theta} \cdot P_{loss}

여기서: - \Delta T는 온도 상승 (°C) - R_{\theta}는 열 저항 (°C/W) - P_{loss}는 손실 전력 (W)

13. 손실 전력 (P_{loss})

손실 전력은 모터의 효율을 감소시키는 전력 손실을 나타내며, 이는 다음과 같이 계산된다.

P_{loss} = I^2 \cdot R + P_{core\_loss} + P_{friction\_loss}

여기서: - P_{loss}는 손실 전력 (W) - I는 전류 (A) - R는 저항 (Ω) - P_{core\_loss}는 철손 (W) - P_{friction\_loss}는 마찰 손실 (W)

14. 최대 지속 전류 (I_{max})

최대 지속 전류는 모터가 장기간 동안 견딜 수 있는 최대 전류를 나타낸다. 이는 모터의 과열을 방지하기 위해 중요한 매개변수이다.

15. 최대 순간 전류 (I_{peak})

최대 순간 전류는 모터가 짧은 시간 동안 견딜 수 있는 최대 전류를 나타내며, 이는 모터의 단기적인 과부하 상황에서 중요한 역할을 한다.

BLDC 모터의 성능 매개변수는 모터의 전기적 및 기계적 특성을 이해하고 최적의 제어 전략을 개발하는 데 필수적이다. 이러한 매개변수를 통해 모터의 동작 특성을 분석하고, 응용 분야에 맞는 최적의 성능을 달성할 수 있다.