모터의 역사는 19세기 초 전자기 현상의 발견과 함께 시작되어 점차 산업시대의 가장 중요한 전자시스템 중 하나로 자리 잡았습니다. 기술이 발전함에 따라 엔지니어와 기술자들은 직류(DC) 모터, 유도 모터, 동기 모터를 비롯한 다양한 유형의 모터를 발명했습니다.
브러시리스 모터는 영구자석 동기모터(PMSM)의 일종으로 오랜 역사를 가지고 있다. 그러나 초기에는 시동과 속도 변경이 어려워 고가의 제어 메커니즘을 갖춘 산업용 용도 외에는 널리 사용되지 않았다. 그러나 최근에는 강력한 영구자석의 개량과 사람들의 에너지 절약 의식의 제고로 인해 브러시리스 모터가 다양한 분야에서 급속히 발전하고 있습니다.
DC 브러시 모터와 브러시리스 모터의 차이점
DC 브러시 모터(일반적으로 DC 모터라고 함)는 제어성이 뛰어나고 효율이 높으며 소형화가 용이하다는 특성을 가지고 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 모터 유형입니다. 브러시리스 모터는 DC 브러시 모터에 비해 브러시 및 정류자가 필요하지 않아 수명이 길고 유지 관리가 용이하며 작동 소음이 낮습니다. 또한, DC 모터의 제어성이 높을 뿐만 아니라, 구조적 자유도가 높아 장비에 장착이 용이합니다. 이러한 장점 덕분에 브러시리스 모터의 적용 범위가 점차 확대되고 있습니다. 현재 산업용 장비, 사무 자동화 장비 및 가전 제품에 널리 사용되고 있습니다.
브러시리스 모터의 작동 조건
브러시리스 모터가 작동할 때 영구자석은 먼저 회전자(회전측)로 사용되고 코일은 고정자(고정측)로 사용됩니다. 그러면 외부 인버터 회로가 모터 회전에 따라 코일에 흐르는 전류의 전환을 제어합니다. 브러시리스 모터는 회전자 위치를 감지하고 회전자 위치에 따라 코일에 전류를 공급하는 인버터 회로와 함께 사용됩니다.
회전자 위치 감지에는 세 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 자기장 중심 제어에 필요한 조건인 전류 감지입니다. 두 번째는 홀 센서 감지로, 3개의 홀 센서를 사용하여 회전자의 자기장을 통해 회전자 위치를 감지합니다. 세 번째는 유도전압 검출로, 유도전동기의 위치검출 방식 중 하나인 회전자의 회전에 따른 유도전압 변화를 통해 회전자의 위치를 검출하는 것이다.
브러시리스 모터에는 두 가지 기본 제어 방법이 있습니다. 또한 벡터 제어, 약한 필드 제어 등 복잡한 계산이 필요한 제어 방법도 있습니다.
사각파 드라이브
회전자의 회전 각도에 따라 인버터 회로의 전력소자의 스위칭 상태가 전환되고, 고정자 코일의 전류 방향이 바뀌어 회전자가 회전하게 된다.
사인파 드라이브
회전자의 회전각을 감지하여 인버터 회로에서 120도 위상차를 갖는 3상 교류를 발생시킨 후 고정자 코일의 전류방향과 크기를 변화시켜 회전자를 회전시킨다.
브러시리스 DC 모터는 현재 가전제품, 자동차 전자제품, 산업 장비, 사무 자동화, 로봇, 휴대용 가전제품 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 앞으로 모터 기술이 지속적으로 발전함에 따라 브러시리스 DC 모터의 응용 분야는 더 넓은 개발 공간을 갖게 될 것입니다.
