기계공학 - BLDC, DC모터에 대해서 레폿
모터기술개발」 이젠 차별화로 승부한다
1. BLDC 모터
BLDC(Brushless DC)모터는 그 이름에서 알 수 있는 바와 같이 DC모터에서 브러시 구조를 없애고 정류를 전자적으로 수행하는 모터이다. 즉 영구자석의 위치를 홀센서 등의 전자적 센서로 검출하고, 검출된 신호로 전기각을 판단하여 코일에 전류를 흘려서 토크를 발생시키는 것이다.
BLDC전동기의 특징
홀센서로 전기각을 검출하면 부가적으로 여러 가지 장점이 생긴다. 전자적으로 전기각을 검출하므로 브러시와 정류자간의 기계적인 마찰부가 없어지므로 고속화가 가능하고 소음이 감소하며, 아크가 없어지므로 전자 노이즈가 감소한다.
DC모터의 경우 주기적으로 브러시를 교체해 주어야 하지만 BLDC 모터는 비접촉식으로 전기각을 검출하므로 부품을 교체할 필요가 없으므로 수명이 반영구적이고 신뢰성이 높다.
일반적으로 DC모터는 페라이트 자석을 사용하지만 BLDC는 고성능의 희토류자석을 사용하므로 소형화가 가능하다.
제어적인 측면에서 보면, BLDC 모터가 1회전을 하면 모터 극수의 3배에 해당하는 펄스가 나오게 된다. 예를 들어 모터의 극수가 8극이면 36개의 위치정보가 나오게 된다. 이 펄스를 카운팅 하면 모터의 위치를 어느 정도 알 수가 있으므로 정밀도를 크게 요구하지 않는 응용분야에서는 부가적인 센서 없이도 자체 센서출력을 이용하여 위치제어가 가능하다.
특히 소형모터에서는 기어박스를 이용하는 경우가 많이 있는데 기어박스 1회전당 위에서 설명한 펄스 수에 기어비를 곱한 만큼의 펄스가 나오므로 산업용에서는 이를 이용하여 위치제어를 하는 경우도 많다.
따라서 BLDC모터는 부가적인 위치 검출소자가 필요 없어지므로 가격적으로도 장점을 가지게 된다.
또한 홀센서 신호를 카운팅해서 시간으로 나누면 모터의 속도를 알 수 있으므로 이것을 이용하면 속도제어를 수행하면 일정속도제어 및 가변속제어가 가능하다. 일정속도제어 특성을 이용하여 VTR, 하드디스크, CD 등에 많이 이용된다.
위에서 설명한 바와 같이 BLDC모터에는 다음과 같은 장점이 있다.
- 브러시가 없으므로 전기적, 기계적 노이즈가 작다.
- 고속화가 용이하다.
- 신뢰성이 높고, 유지보수가 필요 없다.
- 기기의 소형화가 가능
- 일정속도제어, 가변속제어가 가능하다.
- 모터 자체신호를 이용하므로 저가로 위치제어 속도제어가 가능하다.
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