모든 모터는 고정자와 로터로 구성되어 있으며, DC 모터에서는 로터가 회전하기 위해 전류 방향을 지속적으로 변경해야 합니다. 그렇지 않으면 로터는 반 바퀴만 회전할 수 있습니다. 이는 자전거 페달과 같습니다. 따라서 DC 모터는 정류자가 필요합니다. 일반화된 DC 모터에는 브러시 모터와 브러시리스 모터가 포함됩니다. 브러시 모터는 DC 모터 또는 탄소 브러시 모터라고도 하며, 일반적으로 DC 모터는 브러시 DC 모터를 의미합니다. 이는 기계적 정류를 사용하며, 외부 자극은 움직이지 않고 내부 코일(전기자)이 움직이며, 정류자와 로터 코일이 함께 회전하고, 브러시와 자석은 움직이지 않으며, 정류자와 브러시의 마찰을 통해 전류 방향 전환을 완료합니다.
브러시 모터의 단점
1. 기계적 정류에 의해 발생하는 스파크는 정류자와 브러시의 마찰, 전자기 간섭, 큰 소음, 짧은 수명을 초래합니다.
2. 신뢰성이 낮고, 고장이 발생하며, 자주 유지보수가 필요합니다.
3. 정류자가 존재하기 때문에 로터 관성이 제한되고, 최대 속도가 제한되며, 동적 성능이 영향을 받습니다. 이렇게 많은 단점이 있음에도 불구하고 여전히 널리 사용되는 이유는 높은 토크, 간단한 구조, 쉬운 유지보수(즉, 탄소 브러시 교체) 및 저렴한 가격 때문입니다.
DC 모터 — 브러시리스 모터
브러시리스 모터는 일부 분야에서 DC 가변 주파수 모터(BLDC)라고도 하며, 전자 정류기(홀 센서)를 사용하고, 코일(전기자)은 움직이지 않는 자극을 사용합니다. 이때 영구 자석은 코일 외부에 있을 수도 있고 내부에 있을 수도 있어 외부 로터 브러시리스 모터와 내부 로터 브러시리스 모터가 있습니다.
브러시리스 모터의 구조는 영구 자석 동기 모터와 동일합니다. 그러나 단일 브러시리스 모터는 완전한 전력 시스템이 아니며, 브러시리스 컨트롤러, 즉 전기 조절에 의해 제어되어야 지속적인 작동이 가능합니다. 실제로 성능을 결정하는 것은 브러시리스 전자 조절기(즉, 전기 조절)입니다.
일반적으로 브러시리스 모터의 구동 전류는 두 가지가 있으며, 하나는 정현파이고 다른 하나는 사각파입니다. 전자는 DC 브러시리스 모터라고 하고, 후자는 AC 서보 모터라고 하며, 이는 정확히 AC 서보 모터의 일종입니다. 브러시리스 모터의 작동 모드는 다르며, 내부 로터 브러시리스 모터와 외부 로터 브러시리스 모터로 나눌 수 있습니다. 내부 로터는 3상이며, 가격이 더 비쌉니다. 외부 로터는 일반적으로 단상으로 사용되며, 저렴하고 대량 생산이 탄소 브러시 모터에 가까워져 최근 몇 년 동안 널리 사용되고 있습니다. 외부 로터의 3상 가격은 내부 로터의 가격에 접근했습니다.
글쎄요, 브러시 모터의 단점은 브러시리스 모터의 장점입니다. 높은 효율, 낮은 에너지 소비, 낮은 소음, 긴 수명, 높은 신뢰성, 서보 제어, 무단 주파수 변환 속도 조절(매우 높은 속도까지 가능), 브러시 DC 모터보다 상대적으로 작고, 비동기 AC 모터보다 제어가 간단하며, 시작 토크가 크고 과부하 용량이 큽니다. 단점으로는... 브러시보다 비싸고 유지보수가 어렵습니다.
DC 모터 – 속도 조절 원리
DC 모터 속도 조절: 소위 속도 조절이란 모터 속도를 조정하여 필요한 토크를 얻는 것을 말합니다. DC(브러시) 모터는 전압 조정, 직렬 저항, 여자 변경을 통해 조정할 수 있지만 실제로 전압 조정이 가장 편리하고 일반적으로 사용됩니다. 현재 주로 PWM 속도 조절을 사용하며, PWM은 실제로 고속 스위치를 통해 DC 전압 조정을 실현하는 것입니다. 주기가 길면 평균 전압이 높고, 닫는 시간이 길면 평균 전압이 낮습니다. 조정이 매우 편리하며, 스위칭 속도가 충분히 빠르면 그리드의 고조파가 적고 전류가 더 연속적입니다.
그러나 브러시와 정류자는 오랜 시간 동안 마모되며, 역전 시 큰 전류 변화가 발생하여 스파크가 발생하기 쉽습니다. 정류자와 브러시는 DC 모터의 용량과 속도를 제한하여 DC 모터의 속도 조절에 병목 현상을 초래합니다. 브러시리스 DC 모터의 경우, 표면적으로는 입력 전압만 제어되지만, 모터의 자동 주파수 변환 속도 조절 시스템(브러시리스 DC 모터 자체에 로터 위치 감지기 및 기타 로터 위치 신호 수집 장치가 내장되어 있으며, 이 장치의 로터 위치 신호를 사용하여 가변 전압 가변 주파수 속도 조절 장치의 정류 시간을 제어함)이 가변 전압에 따라 주파수를 자동으로 제어합니다.
이는 DC(브러시) 모터와 거의 동일하며 매우 편리합니다. 로터가 영구 자석을 채택했기 때문에 특별한 여자 권선이 필요하지 않으며, 동일한 용량의 경우 모터가 더 작고 가볍고 효율적이며, 더 컴팩트하고 신뢰성이 높으며, 동적 성능이 우수하여 전기차의 구동에 널리 사용되고 있습니다.
