브러시리스 모터: 3D 애니메이션으로 배우는 토크 & 홀 효과 원리 완벽 해부!

브러시리스 DC 모터, 뭐가 다를까?

이 영상에서는 브러시리스 DC 모터에 대해 알아볼 거야. 이 모터는 여러 가지 장점 때문에 많은 곳에서 쓰이고 있어.

• 믿을 수 있고 고장이 적어: 한번 사면 오래 쓸 수 있다는 거지.
• 유지보수가 거의 필요 없어: 브러시가 없어서 갈아줄 것도 없어.
• 소음이 적어: 조용하게 돌아가서 시끄러운 걸 싫어하는 사람에게 딱이야.
• 속도 조절이 쉬워: 원하는 속도로 쉽게 바꿀 수 있어.
• 가격이 저렴해: 다른 모터에 비해 부담 없는 가격으로 살 수 있어.

브러시리스 모터, 어떻게 작동할까?

이름에서 알 수 있듯이, 이 모터에는 브러시가 없어. 예전에 봤던 일반 DC 모터에서는 브러시가 코일에 전기를 보내주는 역할을 했잖아. 그런데 브러시리스 모터는 이런 브러시가 없어서 유지보수나 부품 교체 같은 번거로움이 사라졌어.

JAES라는 회사에서도 다양한 브러시리스 모터를 판매하고 있대.

브러시리스 모터의 특별한 점

일반 DC 모터와 달리 브러시리스 모터는 스파크나 마찰 소음이 없어. 이게 왜 중요하냐면, 스파크가 위험한 곳, 예를 들어 가연성 가스가 있는 곳에서도 안전하게 사용할 수 있다는 뜻이야.

이 모터는 회전자(rotor)에 영구 자석이 달려있고, 고정자(stator)에는 전자석이 코일로 감겨 있어. 일반 DC 모터는 고정자와 회전자 모두 전자석을 사용할 수 있는데, 브러시리스 모터는 이런 차이가 있어.

브러시리스 모터의 토크(회전력)는 전자석이 영구 자석을 밀고 당기는 힘 때문에 생겨. 전자석에 전기가 들어가는 순서가 아주 중요해. 이 순서대로 전자석이 영구 자석을 계속 같은 방향으로, 최대한 일정하게 밀어주면서 회전이 계속되는 거지. 마치 경주견 앞에 당근을 달아놓고 계속 따라가게 하는 것처럼 말이야.

더 강한 힘을 내려면?

코일 수를 늘리면 더 강한 힘을 낼 수 있어. 코일 수를 늘리고, 반대되는 전자석은 꺼버리면 영구 자석에 더 강한 자기장이 작용해서 토크가 세진다는 거야. 코일 수가 많을수록 회전이 더 부드러워지고 토크도 일정하게 유지돼.

어떻게 정확한 순서를 알까?

그럼 이 모터는 어떻게 전자석에 전기를 보내는 정확한 순서를 알 수 있을까? 바로 전자 제어 장치 덕분이야. 이 제어 장치에는 센서가 달려 있어서 회전자 자석의 위치를 파악하고, 어떤 코일에 전기를 보내야 할지 결정해. 요즘에는 홀 효과 센서라는 것을 많이 사용한대.

이 센서는 2개, 4개, 8개 또는 그 이상의 전자석을 제어할 수 있어. 회로에는 보호 다이오드도 있어서, 갑자기 전기를 차단할 때 코일에서 발생하는 역기전력으로부터 센서를 보호해줘.

브러시리스 모터의 장점 요약

• 소음이 없어
• 고장이 적고 오래 쓸 수 있어 (낮은 MTBF)
• 에너지 효율이 좋아
• 유지보수가 필요 없어
• 가연성 환경에서도 사용 가능해
• 같은 출력을 내는 일반 모터보다 가격이 저렴할 수 있어

브러시리스 모터의 단점

• 전자 제어 장치가 필요해
• 영구 자석을 사용해
• 일반 모터보다 단위 무게당 출력이 낮을 수 있어

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