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모터 성능 차이 1: 속도/토크/크기

모터 성능 차이 1: 속도/토크/크기

세상에는 온갖 종류의 모터가 있습니다.대형 모터와 소형 모터.회전하지 않고 앞뒤로 움직이는 모터입니다.언뜻 보면 왜 그렇게 비싼지 분명하지 않은 모터입니다.그러나 모든 모터가 선택되는 데에는 이유가 있습니다.그렇다면 이상적인 모터에는 어떤 종류의 모터, 성능 또는 특성이 필요합니까?

이 시리즈의 목적은 이상적인 모터를 선택하는 방법에 대한 지식을 제공하는 것입니다.모터를 선택할 때 도움이 되길 바랍니다.그리고 모터의 기본을 배우는 데 도움이 되기를 바랍니다.

설명할 성능 차이는 다음과 같이 두 개의 개별 섹션으로 구분됩니다.

속도/토크/크기/가격 ← 이번 장에서 다룰 항목
속도정확도/부드러움/수명 및 유지보수성/발진/효율/발열
발전/진동 및 소음/배기대책/사용환경

BLDC 브러시리스 모터

1. 모터에 대한 기대: 회전 운동
모터란 일반적으로 전기에너지로부터 기계적 에너지를 얻는 모터를 의미하며, 대부분의 경우 회전운동을 얻는 모터를 의미합니다.(직선으로 움직이는 리니어 모터도 있는데 이번에는 생략하겠습니다.)

그럼 어떤 회전을 원하시나요?드릴처럼 강력하게 회전하길 원하시나요, 아니면 선풍기처럼 약하지만 빠른 속도로 회전하길 원하시나요?원하는 회전 운동의 차이에 초점을 맞추면 회전 속도와 토크라는 두 가지 속성이 중요해집니다.

2. 토크
토크는 회전하는 힘입니다.토크의 단위는 N·m이나 소형 모터의 경우에는 mN·m을 주로 사용한다.

모터는 토크를 높이기 위해 다양한 방식으로 설계되었습니다.전자기선의 회전이 많을수록 토크가 커집니다.
권선 수는 고정된 코일 크기에 따라 제한되므로 선 직경이 더 큰 에나멜선이 사용됩니다.
당사의 브러시리스 모터 시리즈(TEC)는 16mm, 20mm, 22mm 및 24mm, 28mm, 36mm, 42mm, 외경 크기가 60mm인 8가지 제품입니다.코일 크기도 모터 직경에 따라 증가하므로 더 높은 토크를 얻을 수 있습니다.
모터의 크기를 변경하지 않고 큰 토크를 생성하기 위해 강력한 자석이 사용됩니다.네오디뮴 자석은 가장 강력한 영구 자석이며, 사마륨-코발트 자석이 그 뒤를 따릅니다.그러나 강한 자석만 사용해도 모터에서 자력이 새어 나가게 되고, 새는 자력이 토크에 기여하지 않게 됩니다.
강한 자성을 최대한 활용하기 위해 전자강판이라는 얇은 기능성 소재를 적층해 자기회로를 최적화했다.
또한 사마륨 코발트 자석의 자력은 온도 변화에 안정적이므로 사마륨 코발트 자석을 사용하면 온도 변화가 크거나 온도가 높은 환경에서도 모터를 안정적으로 구동할 수 있습니다.

3. 속도(회전수)
모터의 회전수를 흔히 '속도'라고 합니다.단위 시간당 모터가 몇 번 회전하는지를 나타내는 성능입니다."rpm"은 일반적으로 분당 회전수로 사용되지만 SI 단위계에서는 "min-1"로 표시되기도 합니다.

토크에 비해 회전수를 높이는 것은 기술적으로 어렵지 않습니다.코일의 감은 수를 줄이면 감는 수를 늘릴 수 있습니다.그러나 회전수가 증가할수록 토크는 감소하므로 토크와 회전수 요구 사항을 모두 충족하는 것이 중요합니다.

또한, 고속으로 사용할 경우에는 플레인 베어링보다는 볼 베어링을 사용하는 것이 가장 좋습니다.속도가 높을수록 마찰 저항 손실이 커지고 모터 수명이 짧아집니다.
샤프트의 정밀도에 따라 속도가 높을수록 소음 및 진동 관련 문제가 커집니다.브러시리스 모터에는 브러시나 정류자가 없기 때문에 브러시 모터(브러시가 회전하는 정류자와 접촉함)보다 소음과 진동이 적습니다.
3단계: 크기
이상적인 모터에 있어서 모터의 크기도 성능의 중요한 요소 중 하나입니다.속도(회전수)와 토크가 충분하더라도 최종 제품에 장착할 수 없다면 의미가 없습니다.

단지 속도를 높이려는 경우에는 권선 수가 적더라도 와이어의 권선 수를 줄일 수 있지만 최소 토크가 없으면 회전하지 않습니다.따라서 토크를 높이는 방안을 모색할 필요가 있다.

위의 강력한 자석을 사용하는 것 외에도 권선의 듀티 사이클 계수를 높이는 것도 중요합니다.회전수를 확보하기 위해 와이어 감는 횟수를 줄이는 것에 대해 이야기해 왔지만 이것이 와이어가 느슨하게 감겨 있다는 것을 의미하지는 않습니다.

권수를 줄이는 대신 굵은 선을 사용함으로써 같은 속도에서도 많은 양의 전류가 흐르고 높은 토크를 얻을 수 있습니다.공간 계수는 와이어가 얼마나 촘촘하게 감겨 있는지를 나타내는 지표입니다.얇은 권선 수를 늘리는 것이나 두꺼운 권선 수를 줄이는 것 등은 토크를 얻는 데 중요한 요소입니다.

일반적으로 모터의 출력은 철(자석)과 구리(권선)의 두 가지 요소에 따라 달라집니다.

BLDC 브러시리스 모터-2

게시 시간: 2023년 7월 21일