BLDC 모터 PWM 속도 토크 계산기 활용법 총정리

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BLDC 모터 제어 계산, 한 번에 이해하기

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BLDC 모터를 설계하거나 제어할 때 가장 많이 고민하는 부분은 속도와 토크, 그리고 PWM 듀티비의 관계입니다. 이 글에서는 BLDC 모터 제어 계산기의 핵심 기능과 활용 방법을 정리해 드립니다. 속도 제어 원리부터 토크 특성, 효율 계산까지 실무에 바로 적용할 수 있도록 흐름에 맞춰 설명드립니다. 아래 페이지에서 직접 계산도 가능합니다.
https://motor-drive-calculator.vehiclecalc.com

모터 & 드라이브 계산기 | BLDC모터 PWM제어 속도토크 효율분석 모빌리티 드라이브

 

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BLDC 모터와 PWM 제어의 기본 원리

BLDC 모터는 브러시가 없는 직류 모터로, 전자식 스위칭을 통해 회전합니다. 기계식 브러시 대신 인버터와 컨트롤러가 전류를 제어하죠.
여기서 핵심은 PWM 제어입니다.
PWM은 전압을 직접 낮추는 방식이 아니라, 전압을 빠르게 켰다 껐다 하면서 평균 전압을 조절합니다. 이때 듀티비가 높을수록 모터에 인가되는 평균 전압이 높아지고, 결과적으로 속도가 증가합니다.
즉,
듀티비 상승
평균 전압 상승
회전 속도 증가
이 흐름을 이해하는 것이 BLDC 제어의 출발점입니다.

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속도와 토크의 관계 이해하기

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모터는 단순히 빠르게 도는 장치가 아닙니다. 속도와 토크는 항상 서로 영향을 주는 관계입니다.
BLDC 모터의 기본 특성은 다음과 같습니다.
속도가 증가하면 가용 토크는 감소합니다.
부하가 커지면 속도는 떨어집니다.
정격 영역에서는 비교적 선형적인 속도 토크 특성을 보이지만, 최대 속도에 가까워질수록 토크는 급격히 줄어듭니다.
이 특성을 이해해야 하는 이유는 명확합니다.
설계 단계에서 목표 속도와 필요한 토크를 동시에 만족해야 하기 때문입니다. 계산기를 활용하면 입력 전압, 권선 상수, 부하 조건에 따라 실제 동작 영역을 예측할 수 있습니다.

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PWM 듀티비와 회전수 계산 구조

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PWM 듀티비가 실제 회전수에 어떤 영향을 주는지 간단히 정리해보겠습니다.
항목설명영향 요소

입력 전압	전원에서 공급되는 기본 전압	배터리 또는 전원 사양
PWM 듀티비	전압 인가 비율	제어 알고리즘
평균 전압	입력 전압과 듀티비의 곱	실제 모터 구동 전압
회전 속도	평균 전압에 비례	Kv 값, 부하 조건

예를 들어 입력 전압이 48V이고 듀티비가 50퍼센트라면 평균 전압은 24V 수준이 됩니다. 이 전압이 모터의 속도 상수 Kv와 결합되어 실제 RPM이 결정됩니다.
따라서 듀티비 조절은 곧 속도 제어라고 이해할 수 있습니다.

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모터 효율 계산이 중요한 이유

모터 효율은 단순 참고 수치가 아닙니다.
입력 전력 대비 기계적 출력이 얼마나 되는지를 의미하며, 열 발생과 직결됩니다. 효율이 낮으면 발열이 커지고, 이는 수명 단축으로 이어집니다.
계산기에서는 다음 요소를 기반으로 효율을 추정할 수 있습니다.
입력 전압
입력 전류
출력 토크
회전 속도
전기적 손실과 기계적 손실을 고려해 전체 효율을 계산하게 됩니다.
설계 초기 단계에서 효율을 예측하면 방열 설계와 드라이브 사양 선정이 훨씬 수월해집니다.

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드라이브 설계 시 고려해야 할 핵심 변수

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모터만 고려해서는 충분하지 않습니다. 드라이브 설계까지 함께 봐야 합니다.
첫째, 최대 전류 허용치
둘째, 스위칭 주파수
셋째, 전압 여유율
넷째, 열 관리 구조
특히 PWM 스위칭 주파수는 소음과 효율에 영향을 줍니다. 너무 낮으면 토크 리플이 커지고, 너무 높으면 스위칭 손실이 증가합니다.
이 균형점을 찾는 과정에서 계산기는 매우 유용한 도구가 됩니다.
단순 계산을 넘어서 설계 방향을 잡는 기준점이 되어주기 때문입니다.

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BLDC 계산기 실전 활용 방법

이제 실제 활용 흐름을 정리해보겠습니다.
먼저 입력 전압과 모터 상수를 입력합니다.
그 다음 목표 속도 또는 목표 토크를 설정합니다.
마지막으로 PWM 듀티비 변화를 통해 동작 지점을 확인합니다.
이 과정을 반복하면 다음과 같은 판단이 가능합니다.
현재 설계로 목표 토크 달성이 가능한지
드라이브 정격 전류가 충분한지
효율이 허용 범위 안에 있는지
이처럼 BLDC 모터, PWM 제어, 속도 토크 계산은 서로 연결된 구조입니다. 계산기를 활용하면 이 관계를 수치로 확인할 수 있어 설계 정확도를 높일 수 있습니다.
 
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모터 설계 단계라면 한 번 직접 입력해 보시기 바랍니다. 수치로 보면 이해가 훨씬 빠릅니다.