소개: DC 모터는 소형 가전제품부터 대형 산업용 자동차 장비에 이르기까지 우리 일상생활에서 널리 사용되고 있습니다. DC 모터의 종류는 매우 많습니다. DC 모터는 일반적으로 권선 자기장 DC 모터와 영구 자기장 DC 모터의 두 가지 범주로 나뉩니다.
브러시형 DC 모터 및 브러시리스 DC 모터
자주 언급되는 두 가지 유형의 모터로, 둘의 가장 큰 차이점은 브러시입니다. 브러시드 DC 모터는 영구자석을 고정자로 사용하고, 회전자에 코일이 감겨져 있으며, 카본 브러시와 정류자 기계의 기계적 작용을 통해 에너지가 전달됩니다. 이것이 바로 브러시드 DC 모터라고 불리는 이유인데, 브러시리스 DC 모터는 회전자와 고정자 사이에 정류자와 같은 기계적인 부품이 없습니다.
브러시형 DC 모터의 쇠퇴는 모터의 스위치인 고성능 전력 장치가 브러시형 모터의 장점을 대체하여 제어 모드에서 더 실용적이고 경제적이며 신뢰할 수 있다는 사실에 기인합니다. 둘째, 브러시리스 DC 모터는 브러시 마모가 없으며 전기 소음 및 기계적 소음, 에너지 효율성, 신뢰성 및 수명 측면에서 더 많은 장점을 가지고 있습니다.
그러나 브러시 모터는 여전히 저비용 응용 분야에 신뢰할 수 있는 선택입니다. 올바른 컨트롤러와 스위치를 사용하면 좋은 성능을 얻을 수 있습니다. 전자 제어 장치가 거의 필요하지 않으므로 전체 모터 제어 시스템은 상당히 저렴합니다. 또한, 배선 및 커넥터에 필요한 공간을 절약할 수 있고, 케이블 및 커넥터 비용을 절감할 수 있어 에너지 효율이 필요하지 않은 애플리케이션에 매우 비용 효율적입니다.
DC 모터 및 드라이브
모터와 드라이브는 분리할 수 없습니다. 특히 최근 몇 년간 시장 변화로 인해 모터 드라이브에 대한 요구 사항이 더욱 높아졌습니다. 우선 신뢰성에 대한 요구사항이 높습니다. 다양한 보호 기능이 필요하며, 모터가 시동, 정지 또는 정지할 때 모터의 전류를 제어하기 위해 내장된 전류 제한이 필요합니다. 이는 모두 신뢰성이 향상된 것입니다.
속도 제어와 위상 제어를 통해 구현되는 모터 회전 디지털 제어 기술, 액츄에이터에 필요한 고정밀 위치 결정 제어 기술 등 고효율 구동 제어 알고리즘은 고성능 모터 응용 시스템 개발에 필수 불가결합니다. 이를 위해서는 설계자가 쉽게 사용할 수 있는 효율적인 드라이브 제어 알고리즘이 필요합니다. 그리고 이제는 많은 제조업체가 알고리즘을 직접 하드웨어화하여 설계자가 사용하기 더 편리한 드라이버 IC에 적용하게 됩니다. 이제 편리한 드라이브 디자인이 더욱 대중화되었습니다.
안정성을 위해서는 주행 기술의 지원도 필요합니다. 구동 파형의 최적화는 모터 소음과 진동을 줄이는 데 큰 영향을 미칩니다. 다양한 모터 자기 회로에 적합한 여자 구동 기술은 작업 시 모터의 안정성을 크게 저하시킬 수 있습니다. 또한, 더 낮은 전력 소비와 더 높은 효율을 지속적으로 추구하고 있습니다.
DC 모터의 일반적인 구동 방식인 하프 브리지 구동의 역할은 파워 튜브를 통해 AC 트리거 신호를 생성하고 이를 통해 큰 전류를 생성하여 모터를 더욱 구동하는 것입니다. 풀 브리지에 비해 하프 브리지 구동 회로는 상대적으로 비용이 저렴하고 형성하기 쉽습니다. 하프 브리지 회로는 파형 저하 및 발진 변환 간 간섭이 발생하기 쉽습니다. 풀 브리지 회로는 더 비싸고 복잡하며 누출이 발생하기 쉽지 않습니다.
널리 사용되는 PWM 드라이브는 이미 DC 모터에서 널리 사용되는 구동 솔루션입니다. 그 이유 중 하나는 구동전원의 소비전력을 줄일 수 있어 널리 사용되고 있다는 점이다. 현재 많은 모터 PWM 솔루션은 넓은 듀티 사이클, 주파수 범위를 개선하고 전력 소비를 줄이는 데 있어 높은 수준을 달성했습니다.
브러시드 모터가 PWM으로 구동되는 경우, PWM 주파수가 증가함에 따라 스위칭 손실도 증가합니다. 주파수를 높여 전류 리플을 줄이는 경우 주파수와 효율의 균형을 맞출 필요가 있습니다. 브러시리스 모터의 사인파 여기 PWM 구동 역시 효율성 측면에서 탁월한 솔루션이지만 더 복잡합니다.
요약
단말기 시장의 기능적 요구사항이 변화함에 따라 DC 모터 성능 및 에너지 효율성에 대한 요구사항도 점차 증가하고 있습니다. 브러시형 DC 모터를 사용하든 브러시리스 DC 모터를 사용하든 보다 안정적이고 효율적이며 모터 작동을 달성하려면 현장의 요구 사항에 따라 적절한 구동 기술을 선택해야 합니다.
