전기 모터의 토크 출력은 모터 전류 (전압이 아님)에 정비례하며 전류 (I)는 대략

$$I=\dfrac{V-\varepsilon}{R}$$

V가 모터 공급 전압 인 경우 R은 권선 저항이고 ε는 역기전력 (back EMF)입니다.

KV 및 백 EMF

후면 EMF는 모터가 연결되지 않은 상태에서 회전 할 때 모터 단자에 존재하는 전압입니다. 이 전압은 원할 경우 교류 발전기 역할을하는 모터에 의해 생성되며 회전 속도에 정비례합니다. KV 등급은 회전 속도와 역 EMF 간의 관계를 나타내는 또 다른 방법 일뿐입니다 (KV ≈ RPM / ε). KV에 의존하는 속도에서 back-EMF가 배터리 전압을 “취소”하기 때문에 주어진 배터리 전압에서 최대 모터 속도를 제한합니다. 이는 더 이상 전류가 모터에 흐르는 것을 방지하여 토크를 0으로 줄입니다.

모터를 처음 켤 때 속도는 0입니다. 이는 역기전력도 0이므로 모터 전류를 제한하는 것은 권선 저항과 공급 전압뿐입니다. 모터 컨트롤러 (ESC)가 전체 배터리 전압을 저속으로 모터에 출력하는 경우 모터 및 / 또는 ESC가 녹아 버립니다.

전압, 주파수, 스로틀 및 속도

폐 루프 브러시리스 모터 제어 방식에서 모터 속도 (출력 주파수의 기능)는 직접 제어되지 않습니다. 스로틀은 대신 출력 전압을 제어하고 ESC 는 로터 각도와 구동 파형 사이의 위상 변이 에 따라 출력 주파수 를 연속적으로 조정합니다 . 후면 EMF의 위상은 센서리스 ESC에 로터의 현재 각도를 직접 알려주는 반면 센서 ESC는 동일한 목적으로 홀 효과 센서를 사용합니다.

다른 방법으로 (주파수를 직접 설정하고 측정 된 위상 편이에 응답하여 전압을 제어하는) 일을하는 것은 훌륭한 균형 잡기 행동이 될 것입니다.

• 전압을 너무 낮게 설정하면 너무 적은 전류가 흐르게되어 토크가 제한됩니다. 토크가 떨어지지 만 부하가 일정하게 유지되면 모터 속도가 느려져서 즉시 동기 손실이 발생합니다.

• 전압이 너무 많으면 과도한 전류가 흘러 전원이 낭비되고 모터와 ESC가 불필요하게 가열됩니다.

따라서 “주파수 우선”제어에서는 최적의 효율 포인트가 불안정합니다. 제어 루프는 폐쇄 상태를 유지할 수 있지만 ESC가 부하에 일시적으로 반응 할 수없는 경우 동기 손실이 발생합니다. 이것은 “전압 우선”제어의 경우에 해당되지 않으며, 여기서 부하 과도는 악영향없이 순간적으로 속도를 감소시킵니다.

집단 피치 RC 헬리콥터에 사용되는 ESC는 종종 조절 기능에 비례하여 고정 모터 속도를 유지하는 “거버너”기능을 가지고 있습니다. 이러한 ESC조차도 실제로 주파수를 직접 제어하지 않고 원하는 주파수와 실제 주파수의 차이에 응답하여 전압을 설정하는 PID 컨트롤러를 구현합니다.

ESC “타이밍”

ESC의 모터 타이밍 설정은이 기계-전기 위상 편이의 설정 점을 조정합니다. 높은 타이밍은 ESC 출력이 감지 된 로터 위치를 25도 정도 이끌고 낮은 타이밍에서는이 위상 편이가 0에 훨씬 가깝게 유지됨을 의미합니다. 높은 타이밍 설정은 더 적은 전력을 덜 효율적으로 생성합니다.

토크

일반 RC ESC는 비용 및 중량 절감 측정으로 전류 감지 회로가 없기 때문에 일정한 토크 제어 또는 토크 제한을 수행 할 수 없습니다. 토크 출력은 어떤 식 으로든 제어되지 않습니다. 모터는 부하가 주어진 속도에서 요구하는만큼 많은 토크를 생성하고 비례 적으로 많은 전류를 소비합니다. 빠른 스로틀 펀치가 ESC, 배터리 및 / 또는 모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위해 (관성을 극복하면 잠재적으로 무제한 토크가 생성됨) ESC는 일반적으로 주어진 주파수에서의 가속 및 전압에 제한이 있습니다.

제동

전압이 감소하는 동안 모터가 외부 수단으로 계속 회전하면 결국 ESC가 ESC를 구동하려고 시도하는 레벨보다 백 EMF가 커집니다. 이는 음의 전류를 발생 시키고 모터를 제동합니다. 이렇게 생성 된 전기는 사용 된 PWM 감쇠 모드 에 따라 모터 코일에서 소산되거나 전원 공급 / 배터리로 다시 공급 됩니다.

답변