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브러쉬리스모터는 최근 중국, 대만 등을 주축으로 여러 신규 업체의 시장개입에 따라 가격하락을 주도하면서 모형항공기의 파워소스로 널리 채택되고 있습니다. [모터구조]
위의 그림에서 볼 수 있듯이 브러쉬리스모터와 브러쉬모터와 가장 큰 차이점은 브러쉬와 커뮤테이터가 없다는 것입니다. 브러쉬모터의 일반적인 구조는 크게 회전코일(회전자)과 고정자석(고정자) 및 브러쉬와 커뮤테이터 부분으로 구성되어 있습니다. 브러쉬와 커뮤테이터은 아마튜어코일에 공급되는 전류방향을 회전각도에 따라 전환시켜줌으로써 회전자를 회전시킬 수 있는 자극의 변화를 만들어 주는 중요한 장치입니다.
브러쉬리스 모터에서는 컨트롤러(변속기)가 그 역할을 담당하기 때문에 브러쉬나 커뮤테이터이 필요하지 않습니다. 이로인해 구조가 간단해지며, 회전마찰에 의한 열 발생 감소와 브러쉬 마모에 따른 교체가 이루어지지 않으므로 반영구적인 수명을 보장합니다. [회전원리]
In-Runner 브러쉬리스 모터의 경우에는 회전자가 코어안쪽에 위치하고 있으며, Out-Runner 브러쉬리스 모터는 보통 통돌이라고 하는데 회전자가 코어의 바깥쪽에 있는 것이 큰 차이입니다. 브러쉬리스모터는 기본적으로 3상구조를 가지며 회전 제어는 외부의 컨트롤러가 전담합니다. 양극(+,-)의 DC전원를 3상으로 전환하여 모터에 공급하며 , 3개의 고정코일에 공급된 전압으로 고정자석의 위치를 감지하여 위상변화를 줌으로써 회전을 하는 방식의 구조입니다. 이 제어구조를 센서가없는 브러쉬리스(Sensorless Brushless)라고 합니다. [3상 제어 구동방식]
어떻게 3개의 입력신호로 모터를 구동할수 있을까? 브러쉬 모터의 경우에는 브러쉬와 커뮤테이터가 입력신호를 기계적으로 제어하지만 브러쉬리스 모터는 변속기는 직류 신호입력을 교류로 전환하는 역할을 담당합니다. [회전비(turn-around-ratio)] 3상 모터의 기본 구조상 회전자석(회전자)은 대부분 자력이 강한 네오듐 자석을 사용하여 2의 배수의 극수를 고정코일부분(고정자)는 3의 배수의 폴수를 갖는다. 3상 모터의 가장 기본적인 구조는 3폴의 고정자와 2폴의 회전자를 구성되는데 이경우 고정자가 1회전 할 경우 회전자도 1회전을 합니다. 6폴의 고정자와 4폴의 회전자도 같은 회전비를 갖는다 이때의 회전비(turn-around-ratio)는 1:1입니다. 고정자가 3폴이고 회전자가 4폴 인경우에는 고정자가 2바퀴 회전하는 동안 회전자는 1회전을 합니다. 회전비는 2:1로 증가입니다.
①의 경우에는 회전자가 1회전 할때 고정자는 2회전을 하므로 회전비는 2:1입니다. 큰 회전비는 회전비가 1:1인 경우를 비교해 볼때 회전스피트는 감소하지만 토크는 증가합니다. |