BLDC 모터 동작원리, 유니버셜 모터, 유도모터 장단점

문서 내 토픽

• 1. BLDC 모터 동작 원리

  BLDC 모터는 기계적 스위치인 브러시와 정류자를 없애고 전자적인 스위치로 바꾸어 놓은 모터입니다. 자기의 흡인력과 반발력에 의해 토크가 생성되어 회전하게 됩니다. 하지만 전류가 들어가도 정류해주는 구성품이 없으면 회전할 수 없기 때문에 구동회로를 통해 정류를 해주어 회전할 수 있게 만들었습니다. BLDC 모터는 회전 위치에 맞게 구동 회로가 전류를 공급해주지 않으면 자기 흡인력과 반발력을 제대로 적용시킬 수 없기 때문에 회전각 센서가 필요합니다. 별도의 센서를 사용하지 않는 센서리스 방식은 회로가 단순하지만 기전력 검출 회로의 시정수로 인해 회전 속도가 제한되고 가감속 제어에 부적합한 단점이 있습니다.

• 2. 유니버셜 모터

  유니버셜 모터는 교류에서도 직류에서도 사용 가능한 교직양용 모터입니다. 모터가 회전하는 도중에 교류의 극성이 변해도 계자 전류와 전기자 전류가 역방향이 되어 회전자는 같은 방향으로 계속 회전합니다. 시동 토크가 크고 고속 회전이 용이하며 소형에서도 높은 출력을 얻을 수 있습니다. 하지만 정류자와 브러시로 인해 전기 노이즈와 기계 노이즈가 발생하고 토크 맥동으로 소음이 커질 수 있으며 고회전에 의한 발열로 장시간 연속 운전이 어렵습니다.

• 3. 유도 모터

  유도 모터는 크게 케이지형과 권선형으로 나뉩니다. 케이지형은 구조가 단순하고 비용이 적게 들며 보수가 용이하지만 시동 토크가 작은 단점이 있습니다. 권선형은 구조가 복잡하고 비용이 많이 들지만 2차 코일 회로를 제어에 활용할 수 있어 시동 토크를 높이고 속도 제어가 가능한 장점이 있습니다. 단상 유도 모터는 단상 교류를 이용한 교번 자계 안에서 회전자에 유도 전류가 흘러 토크를 얻어 회전할 수 있지만 시동 대책이 필요합니다.

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• 1. BLDC 모터 동작 원리

  BLDC(Brushless DC) 모터는 영구자석을 사용하여 전자기적으로 회전력을 발생시키는 모터입니다. BLDC 모터는 브러시가 없어 마모가 적고 효율이 높으며, 정밀한 속도 및 토크 제어가 가능합니다. BLDC 모터의 동작 원리는 전자기 유도 현상을 이용합니다. 고정자에 전류가 흐르면 자기장이 발생하고, 이 자기장과 회전자의 영구자석 사이에 상호작용이 일어나 회전력이 발생합니다. 이때 전류의 방향을 적절히 제어하여 회전자를 지속적으로 회전시킬 수 있습니다. BLDC 모터는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있으며, 향후 전기차, 로봇, 드론 등 고효율 모터가 필요한 분야에서 더욱 활용될 것으로 기대됩니다.

• 2. 유니버셜 모터

  유니버셜 모터는 AC와 DC 전원 모두에서 사용할 수 있는 특수한 형태의 전동기입니다. 유니버셜 모터는 직류 전동기와 교류 전동기의 장점을 모두 가지고 있어 다양한 용도로 사용됩니다. 유니버셜 모터는 브러시와 정류자를 사용하여 전류의 방향을 바꿔주므로 AC와 DC 전원 모두에서 작동할 수 있습니다. 또한 높은 시동 토크와 넓은 속도 범위를 가지고 있어 전동공구, 가전제품, 산업용 기계 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 다만 브러시와 정류자로 인해 마모가 심하고 소음이 크다는 단점이 있습니다. 향후 유니버셜 모터는 브러시리스 모터 등 새로운 기술의 발전으로 더욱 발전할 것으로 기대됩니다.

• 3. 유도 모터

  유도 모터는 교류 전원을 사용하여 회전력을 발생시키는 전동기입니다. 유도 모터는 구조가 간단하고 견고하며, 가격이 저렴하고 유지보수가 쉽다는 장점이 있어 산업 현장에서 가장 널리 사용되는 모터 중 하나입니다. 유도 모터의 동작 원리는 전자기 유도 현상을 이용합니다. 고정자에 흐르는 교류 전류에 의해 발생한 회전 자기장이 회전자 권선에 유도 전류를 발생시키고, 이 유도 전류와 회전 자기장 사이의 상호작용으로 회전력이 발생합니다. 유도 모터는 속도 제어가 어렵고 효율이 낮다는 단점이 있지만, 이러한 단점들은 최근 전력전자 기술의 발달로 점차 개선되고 있습니다. 향후 유도 모터는 에너지 효율 향상, 속도 제어 기술 발전 등을 통해 더욱 발전할 것으로 기대됩니다.