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High Frequency Injection (HFI) 제어 기술 1. 고속 모터의 위치 추정을 위한 HFI 제어 개요모터 제어에서 위치 센서가 없는 센서리스 방식의 필요성전기차, 드론, 로봇 등 고성능 모터가 필요한 분야에서는 고속 회전과 높은 효율을 유지하면서도 신뢰성 있는 제어 방식이 필수적이다.이를 위해 일반적으로 엔코더(Encoder)나 리졸버(Resolver)와 같은 기계적 위치 센서를 활용하지만, 추가적인 비용과 내구성 문제, 전자기 간섭(EMI) 이슈가 발생할 수 있다.따라서, 센서 없이도 정밀한 모터 제어가 가능한 센서리스 제어 기술이 주목받고 있다.특히 저속 및 정지 상태에서의 위치 추정이 어려운 센서리스 방식의 단점을 해결하기 위해 High Frequency Injection (HFI) 기법이 등장했다.HFI는 고주파 전압 신호를 모터에 주입한 후,..
FOC (Field-Oriented Control) 제어란? FOC(Field-Oriented Control, 자속 지향 제어)는 교류 모터(특히 PMSM, 유도 전동기 등)를 정밀하게 제어하는 방법으로, 모터의 토크와 속도를 독립적으로 조절할 수 있도록 설계된 고급 벡터 제어 기법입니다.기존의 스칼라 제어(Scalar Control) 방식보다 높은 성능과 효율을 제공하여, 전기 자동차, 산업용 로봇, 풍력 발전기 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 1. FOC 제어의 핵심 개념FOC의 핵심 개념은 삼상(3-phase) 교류 모터의 전류를 직류(DC) 성분으로 변환하여 제어하는 것입니다.일반적으로 교류 전동기는 3상 전류를 입력받아 회전하는 자기장을 형성하지만, 이를 직접 제어하기 어려운 문제가 있습니다. FOC는 다음과 같은 방식으로 이를 해결합니다.직교 좌표..
초고효율 모터 시스템의 실시간 상태 모니터링 및 제어 기술 1. 초고효율 모터 시스템의 실시간 상태 모니터링 개요초고효율 모터 시스템은 전력 소비를 줄이고 성능을 극대화하는 방향으로 발전하고 있다. 하지만 모터의 성능을 극대화하기 위해서는 실시간 상태 모니터링이 필수적이다. 실시간 모니터링 기술은 모터의 온도, 전류, 진동, 속도, 토크 등을 분석하여 이상 징후를 조기에 감지하고, 유지보수 주기를 최적화하는 데 도움을 준다. 최근에는 IoT(사물인터넷) 및 엣지 컴퓨팅 기술을 접목하여 더욱 정밀한 실시간 데이터 분석이 가능해지고 있으며, AI 기반의 예측 분석까지 결합되어 보다 지능적인 모터 관리가 이루어지고 있다.과거에는 주기적인 점검을 통해 모터 상태를 확인하는 방식이 주를 이루었으나, 이는 문제 발생 시 즉각적인 대응이 어렵고 예기치 않은 고장을 예방하기 ..
고속 모터를 위한 초소형 전력 변환기 및 컨트롤러 설계 1. 고속 모터에서 전력 변환기의 역할과 설계 요구사항고속 모터는 일반적인 저속 모터와 달리 높은 회전수(RPM)에서 안정적으로 동작해야 하며, 이를 위해 전력 변환기의 설계가 중요한 요소로 작용한다. 특히 고속 모터에 적합한 전력 변환기는 소형화와 동시에 높은 전력 밀도(Power Density)를 가져야 하며, 전력 손실을 최소화하는 것이 핵심 설계 목표가 된다.초소형 전력 변환기는 인버터(Inverter) 및 DC-DC 컨버터 등의 구성 요소로 이루어지며, 이를 통해 고속 모터가 요구하는 높은 전압과 전류를 효율적으로 공급해야 한다. 또한, 스위칭 손실과 전도 손실을 줄이기 위해 SiC(Silicon Carbide) 또는 GaN(Gallium Nitride) 같은 신소재 반도체를 적극적으로 활용하는..
AI 기반 모터 진단 및 유지보수를 위한 하드웨어 설계 방안 1. AI 기반 모터 진단 시스템의 필요성과 전망최근 산업 자동화와 스마트 팩토리 구축이 가속화되면서, 모터의 효율적 운영과 유지보수 방식이 중요한 이슈로 떠오르고 있습니다. 전통적인 모터 유지보수 방식은 정기적인 점검과 수동적인 고장 대응에 의존해 왔지만, 이는 예기치 않은 고장을 방지하기 어렵고 유지보수 비용이 증가하는 문제가 있었습니다.이러한 문제를 해결하기 위해 인공지능(AI) 기반 모터 진단 시스템이 주목받고 있습니다. AI 기술은 방대한 데이터를 실시간으로 분석하여 모터의 상태를 예측하고, 유지보수 시점을 자동으로 결정할 수 있도록 지원합니다.AI 기반 모터 진단 시스템은 주로 센서 네트워크, 머신러닝 알고리즘, 클라우드 컴퓨팅 등을 활용하여 고장 징후를 사전에 감지하고 조치를 취할 수 있도록..
고효율 전기 추진 시스템에서 인버터와 모터의 통합 설계 1. 전기 추진 시스템의 핵심 요소: 인버터와 모터의 역할전기 추진 시스템에서 모터와 인버터는 에너지 변환의 중심 역할을 담당한다. 인버터는 배터리에서 공급받은 직류(DC) 전력을 교류(AC)로 변환하여 모터를 구동하며, 모터는 변환된 전력을 기계적 에너지로 변환하여 차량, 항공기, 선박 등 다양한 전기 추진 시스템을 구동한다. 이러한 과정에서 효율적인 에너지 변환이 이루어져야 전력 손실을 최소화하고 시스템의 성능을 극대화할 수 있다. 최근에는 인버터와 모터를 독립적으로 설계하는 방식에서 벗어나, 두 시스템을 통합하여 최적화하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 전력 밀도를 높이고 방열 성능을 개선하며, 고속 스위칭을 통해 손실을 최소화하는 방향으로 발전하고 있다.  2. 인버터와 모터의 통합 설계 개..
고효율 전기 추진 시스템에서 인버터와 모터의 통합 설계 1. 전기 추진 시스템의 효율을 극대화하는 인버터-모터 통합 설계전기 추진 시스템의 핵심 요소 중 하나는 인버터와 모터의 효율적인 조합이다. 기존의 전기 추진 시스템에서는 인버터와 모터가 독립적으로 설계되었지만, 최근 들어 두 시스템을 통합하여 최적의 성능을 구현하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 항공기, 선박, 전기차와 같은 다양한 응용 분야에서 높은 효율과 신뢰성을 요구하면서 인버터-모터 통합 설계가 필수적인 요소로 자리 잡고 있다.전기 추진 시스템에서 인버터와 모터는 전력 변환 및 에너지 전달 과정에서 긴밀한 연관성을 가진다. 기존 방식에서는 인버터와 모터가 각각 독립적으로 설계되었기 때문에 최적화 과정에서 발생하는 비효율성이 존재했다. 하지만 최근의 연구들은 이 두 요소를 하나의 시스템으..
고효율 모터의 배터리 관리 시스템(BMS)과의 연계 최적화 1. 고효율 모터와 배터리 관리 시스템(BMS)의 연계 필요성전기차(EV) 및 각종 전동 시스템에서 고효율 모터와 배터리 관리 시스템(BMS)은 독립적인 기술이 아니라 긴밀하게 연계되어야 최상의 성능과 효율을 발휘할 수 있다. BMS는 배터리의 충방전 상태를 실시간으로 모니터링하고, 전압, 전류, 온도 등의 변수를 최적의 조건으로 유지하는 역할을 한다. 반면, 고효율 모터는 전력을 최소한으로 소모하면서 최대의 성능을 내도록 설계되므로, BMS와의 유기적인 조합이 필수적이다.특히, 전기차에서 BMS와 모터가 효과적으로 연계되지 않으면 불필요한 전력 손실이 발생하며, 배터리의 수명 단축이나 효율 저하로 이어질 수 있다. 예를 들어, 배터리의 상태를 정확히 파악하지 못하면 급가속 시 순간적으로 높은 전류가 흐..

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