액추에이터·솔레노이드 Q&A

액추에이터·솔레노이드 Q&A

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김정헌

(2018-02-22 11:52:21, Hit : 4867)

PWM 주파수 변경에 따른 Solenoid 온도 변화

안녕하세요. 처음 인사 드립니다.
저는 현재 자동차업계 종사자로서 개발자가 아닌 Application 엔지니어로 재직 중입니다.

제가 담당하는 부품은 PWM 제어를 통해 전류를 코일에 가변 인가하여 발생 자기력으로 구동하는 부품입니다.

현재 ECU를 통해 PWM 2kHz 를 사용하여 제어 하고 있으나, 향후 62.5kHz 를 사용 예정에 있습니다.

1. 인가 전압, 제어 전류(최초/최대 범위), 코일, 전선 등 모든 것이 동일한 상황에서 ECU의 PWM 주파수 변경만으로 코일에 온도 변화가 있을 까요? (2kHz 에서 62.5kHz 변경시)

2. 동일 코일에 대해 온도 변화에 주된 인자는 전류인가요?

아직 해당 사항의 이해도 부족으로 질문이 미숙하더라도 양해 부탁 드립니다.
아직 궁금한 것이 많아 많이 배우고 싶습니다.

감사합니다~!

관리자 (2018-02-22 23:58:43)

솔레노이드는 인덕턴스가 높은 제품입니다.
따라서 수백Hz 이상의 PWM 신호를 사용하면 듀티비로 구동 전류를 선형제어할 수 있습니다

이런 방식은 전류를 선형으로 제어하기 위해 필요한 DAC 회로의 비용을 절감할 수 있기때문에 많이 사용하고 있습니다.
문제는 가청주파수인 20kHz 이하로 동작시킬 경우 소음이 발생하는 문제가 있어 PWM 주파수를 가청주파수 이상으로 변경하기도 합니다.

주파수를 변경하면 동일 듀티에 대한 전류가 차이가 발생할 것으로 판단 됩니다.
따라서 동일한 튜티로 동작을 시키면 구동 전류의 차이에 따른 동작온도뿐만 아니라 구동자 변위가도 달라지게 될 것입니다.
65kHz 까지는 직접 경험해 본적이 없어서 전류의 차이가 의미없는 수준인지 아닌지는 모르겠습니다.

혹시 전산해석을 사용하고 있으면 자기와 회로 그리고 거동을 같이 해석하는 방법으로 샘플제작하지 않고 설계 단계에서 전류의 변화량을 예측할수 있습니다.

2번 질문에 대해서는
솔레노이드의 온도는 전류보다는 전류와 전압을 곱한 전력량에 의해 결정됩니다.

참고하세요.

김정헌 (2018-02-28 09:15:50)

답변 정말 감사합니다 ~!

PWM 주파수 변경으로 인해 전류 차이가 발생할 수 있는 부분을 확인 해보겠습니다.

그리고, PWM 주파수만 변경 시 솔레노이드에 발생되는 온도는 주파수 변경하더라도 전류와 전압이 동일하면 온도는 크게 차이 없을 것이다라고 이해 하면 되나요?

△ 점자출력을 위한 소형 액추에이터 추천 부탁드립니다. [1]

▽ 솔레노이드 Kickback energy? [2]