6스텝 구동: 여섯 조합으로 회전자 끌기
홀센서 세 개가 알려 주는 구간마다 두 상에만 전류를 흘려 회전 자기장을 만듭니다. 정류 표와 한계.
원리
전기각 한 바퀴를 60°씩 여섯 구간으로 나눕니다. 구간마다 한 상은 +, 한 상은 -, 나머지 한 상은 끊어 둡니다(플로팅). 이렇게 만든 고정자 자기장이 회전자 자석보다 약 90° 앞서도록 두면 회전자가 끌려갑니다.
정류 표 (예)
| 홀 (CBA) | 전류 | 하이 | 로우 | 플로팅 |
|---|---|---|---|---|
| 101 | A → B | A | B | C |
| 100 | A → C | A | C | B |
| 110 | B → C | B | C | A |
| 010 | B → A | B | A | C |
| 011 | C → A | C | A | B |
| 001 | C → B | C | B | A |
홀 신호 배치와 상 이름은 모터마다 달라서 실제 모터에 맞게 표를 확인해야 합니다. 틀리면 떨기만 하거나 역방향으로 돌거나 전류가 크게 흐릅니다.
속도 제어
선택된 하이사이드(또는 로우사이드)를 PWM해서 평균 전압을 조절합니다. 전류 센싱을 더하면 토크도 제어할 수 있습니다.
한계와 센서리스
- 60°마다 전류가 계단처럼 바뀌어 토크 리플과 소음이 있습니다.
- 플로팅 상의 전압으로 역기전력이 0을 지나는 순간(제로 크로싱)을 감지하면 홀센서 없이도 구동할 수 있습니다. 드론 ESC가 이 방식입니다. 단, 정지와 저속에서는 역기전력이 작아 감지가 어렵습니다.
실험실의 BLDC 6스텝 3D 시뮬레이션에서 구간마다 바뀌는 스위치 조합과 회전자 위치를 확인할 수 있습니다.