모터에서 토크 리플이란게 무엇인가요?
모터에 관련된 자료를 보고 있는데 토크 리플이라는 단어가 많이 나오더라구요. 정격토크, 구속토크는 알겠는데 토크 리플은 무엇을 말하는 건가요? 코깅 토크? 이거랑 비슷한건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
정격토크,구속 토크와는 조금 다른 개념이지만, 모터의 성능에 중요향 영향을 미치는 요소입니다.
토크 리플은 모터가 회전할때 발생하는 회전력(토크)의 불규칙한 변동을 의미합니다. 이상적인 모터는 항상 일정한 토크를 내야 하지만, 실제로는 다양한 요인 때문에 토크가 주기적으로 커졌다 작아졌다합니다.마치 물결(ripple)처럼 토크값이 출렁인다고 해서 토크 리플이라고 부르는것입니다.
질문하신 코깅토크(Cogging Torque)는 이 토크 리플의 한 종류입니다. 코깅 토크는 모터에 전류를 공급하지 않아도, 영구자석과 고정자 슬롯 사이의 자기력 때문에 발생하는 불균일한 토크를 말합니다. 모터가 돌아가기 시작할때 덜컥거리는 느낌을 주는 주된 원인이 됩니다. 코깅 토크 외에도 모터에 전류가 흐를때 발생하는 여러 자기적 현상이나 전류 파형의 불균형 때문에 생기는 토크 리플도 있습니다.
토크 리플이 크면 모터의 진동과 소음이 심해지고, 효율이 떨어지며, 정밀한 제어가 어려워질수있습니다. 그래서 모터 설계시 토크 리플을 줄이는 것이 아주 중요한 목표중 하나입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
토크 리플은 회전자와 고정자 간의 상호작용으로 인해 발생하는 토크이며, 코깅 토크는 토크 리플에 영향을 줍니다. 코어리스(Coreless) 모터에서도 토크 리플이 있습니다. 이런 점으로 비추어 봤을 때 토크 리플은 코깅 때문만이 아니라 전기자 반응이 또 하나의 원인이기도 합니다.
이러한 토크 리플을 완화하기 위한 방법으로는 정류 방식과 제어 파라미터 튜닝을 하는 방법이 있습니다.
블록 정류의 경우 홀 센서의 신호 패턴에 따라 권선을 단계적으로 on/off 시키고, 각 정류 주기에서 약 14%의 토크 리플이 있습니다.
정현파 정류는 로터의 위치에 대한 정확한 정보를 기반으로 정현파 권선전류를 사용합니다. 토크 리플이 거의 없어 부드러운 동작을 하기에 용이합니다.
토크 리플(Torque Ripple) 발생 원인
토크 리플의 원인은 크게 2가지로 분류 될 수 있습니다.
1. 입력 전류
2. 모터의 기계적 구조