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전류 센서 오프셋·게인 오차와 토크 리플: 원인과 보정 방법 | 모터제어 15편

14편에서 데드타임이 만드는 전압 왜곡을 다뤘습니다. 이번에는 전류 측정 자체가 틀렸을 때 생기는 문제입니다. 전류 제어기는 "측정된 전류"를 지령에 맞추려고 동작하기 때문에, 측정이 틀리면 제어기는 열심히 일해서 틀린 값을 정확히 맞춥니다. 그 결과 실제 전류와 토크에 리플이 생깁니다. 오프셋과 게인 오차가 각각 어떤 모양의 리플을 만드는지, 어떻게 잡는지 정리합니다.핵심 요약전류 측정 오차는 크게 오프셋 오차와 게인(스케일링) 오차로 나뉩니다.오프셋 오차는 전기 주파수의 1배(1차) 리플, 상별 게인 불일치는 2배(2차) 리플을 만듭니다.토크 리플 비율은 대략 Δiq / iq 이므로, 작은 오프셋도 저부하에서 크게 보입니다.오프셋은 기동 시 영전류 구간에서 평균해 오프라인 교정하는 것이 기본입니다.게..

인버터 데드타임 보상: 전압 왜곡 원리와 저속 전류 왜곡 줄이는 법 | 모터제어 14편

13편에서 PI 전류제어기 게인을 모터 R·L로 계산했습니다. 그런데 게인을 아무리 잘 잡아도, 저속에서 전류 파형이 찌그러지고 토크가 울렁거리는 경우가 있습니다. 원인은 제어기가 아니라 인버터가 지령한 전압을 그대로 못 만들기 때문인 경우가 많고, 그 주범이 데드타임입니다. 이번 14편에서는 데드타임이 왜 전압을 왜곡하는지, 얼마나 큰지, 어떻게 보상하는지 정리합니다.핵심 요약데드타임은 한 레그의 상·하 스위치가 동시에 켜지는 단락(shoot-through)을 막기 위해 둘 다 끄는 구간입니다.이 구간에는 출력 전압이 지령이 아니라 전류 방향이 결정하므로, 평균 출력 전압이 전류 방향의 반대로 깎입니다.오차 크기는 대략 (Td / Ts) × Vdc 입니다. 저전압 시스템·저속 영역일수록 지령 전압 대비..

지난 12편(FOC 펌웨어 구현)에서 MCU에 FOC를 올릴 때 챙길 것들을 봤다면, 이번 편은 FOC 성능을 실제로 좌우하는 d·q축 PI 전류제어기 게인을 어떻게 정하는가입니다. "Kp, Ki를 감으로 올렸다 내렸다"에서 벗어나, 모터 파라미터(R, L)와 원하는 대역폭만으로 계산하는 방법을 정리합니다.핵심 요약① 전류 루프의 플랜트는 축마다 1/(Ls+R)인 1차 시스템이다.② PI의 영점으로 모터의 전기 극점을 상쇄하면 Kp = L·ωc, Ki = R·ωc로 게인이 바로 나온다.③ 대역폭 ωc는 PWM·샘플링 지연을 고려해 보통 제어 주파수의 1/10~1/20 이하로 잡는다.1. 전류 루프의 플랜트 모델PMSM의 d·q축 전압 방정식은 다음과 같습니다.v_d = R·i_d + L_d·di_d/dt..