저항 제어 (resistor control)

저항 제어

 

 

DC 모터의 속도는 정상상태의 경우 모터 양단에 걸리는 전압에 비례한다. 이 특성을 이용해서 파워 저항을 이용해서 모터의 전압을 변화시켜 모터 속도를 제어하는 방법이 저항제어이다. 이 방법은 저렴한 방법으로 모터 속도제어가 가능하기 때문에 저가형 블로워 모터(HVAC 시스템), 라디에이터 팬 및 와이퍼 모터 등에서 사용되고 있다.

 

• 저항 제어 작동 방식: 모터는 일반적으로 수백 mΩ의 저항을 가지고 있다. DC 모터의 속도는 정상 동작 범위에서 인가 전압에 비례하기 때문에 모터 상단이나 하단에 비슷한 값의 파워 저항을 설치하면 모터에 인가되는 전압을 낮출 수가 있다. 저항 값에 따라서 모터에 인가되는 전압을 변경할 수 있다.

 

• 저항기 제어 시스템의 기본 배선
  • 전원 및 접지 – 자동차 배터리에서 12V.
  • 파워 저항 – 전압을 떨어뜨려 모터 속도를 제한한다. 발열이 많기 때문에 파워 저항을 이용한다. 
  • 모터 부하 – 팬, 블로워 또는 와이퍼 모터.

 

• 저항 제어의 한계
  • 발열로 에너지 낭비: 모터 속도 제어시 배터리 전압에서 모터 전압을 뺀 전압 값이 항상 파워 저항에 인가되고 있다. 이는 파워 저항에서 열로 발산되어 전력 효율을 떨어뜨린다.
  • 제한된 속도 제어: 파워 저항의 개수 만큼의 속도 제어가 가능하다.
  • 과열 및 고장 가능: 파워 저항에는 항상 인가되는 전력 만큼의 열이 발산하기 때문에 고장이 발생할 수 있다.

 

결론

오래된 차량이나 저가의 차량에서는 저렴한 가격에 모터 속도 제어가 가능하기 때문에 아직도 저항 제어가 많이 사용되고 있다. 일반차량에서 발전을 위한 알터네이터 발전량은 연료에 의해서 발생하는 전체 에너지의 2 - 5%를 소비하고 있다.발전 전력은 엔진 기동을 위해서 사용된 배터리에 에너지를 다시 충전하고 차량내 전력 요구에 대응하고 있다. 일반 차량에서는 전력 손실을 감소할 경우 발전 전력량을 줄일 수 있기 때문에 차량 연비를 조금이나마 개선할 수 있다. 배터리 구동 EV 차량에서는 전력량 감소가 주행거리를 향상 시킬 수 있기 때문에 전기 에너지 소비 감소를 위해서 PWM 제어로 전환이 이루어지고 있다. PWM 제어를 사용하면 모터를 사용하는 시스템의 요구에 맞게 속도 제어가 가능하여, 릴레이 제어나 저항 제어같은 불필요한 모터 고속 동작을 제한할 수 있기 때문에 전력 효율이 증가하고 열 발생이 감소한다.