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실험실

DC 모터와 H 브리지 시뮬레이션

MOSFET 네 개의 조합으로 정회전, 역회전, 브레이크, 코스트를 만들고 전류가 흐르는 길과 모터 속도, 역기전력을 함께 봅니다.

스위치 조합

스위치 상태

Q1 (왼쪽 위)
Q3 (오른쪽 위)
Q2 (왼쪽 아래)
Q4 (오른쪽 아래)

모터 상태 모형 계산

평균 전압
전류
속도
역기전력

이렇게 해 보세요

  1. 정회전과 역회전을 번갈아 눌러 보세요. 켜진 MOSFET 대각선 한 쌍이 바뀌면서 모터를 지나는 전류 방향이 뒤집힙니다.
  2. 모터가 빠르게 돌 때 브레이크를 누르면 하단 두 스위치가 모터 양 끝을 이어서, 모터가 만든 역기전력 전류(하늘색)가 모터 자신을 세웁니다. 그래프에서 전류가 반대로 튀는 것을 보세요.
  3. 같은 상황에서 코스트를 누르면 전류가 금방 사라지고 모터는 관성으로 천천히 멈춥니다. 브레이크와 멈추는 시간을 비교해 보세요.
  4. 부하 토크를 올리면 속도가 떨어지고 전류가 늘어납니다. 토크는 전류에 비례하기 때문입니다.
  5. Q1+Q2 (금지)는 같은 쪽 위아래가 동시에 켜진 상태입니다. 전원이 모터를 거치지 않고 바로 단락됩니다. 실제 회로에서 데드타임이 필요한 이유입니다.

모터 식

V = R·i + L·di/dt + Ke·ω      (전기)
J·dω/dt = Kt·i − B·ω − T부하  (기계)

전압을 올리면 속도가 오르고, 속도가 오르면 역기전력 Ke·ω가 커져 전류가 줄어듭니다. 무부하에서는 역기전력이 전원 전압에 가까워지는 곳에서 속도가 멈춥니다.

자세한 설명은 DC 모터와 H 브리지 노트에 있습니다.