브러시형 DC 모터와 브러시리스 DC 모터 비교: 효율성, 선택 및 용도

브러시형 DC 모터와 브러시리스 DC 모터

핵심 차이점은 전류가 전환되는 방식입니다. 브러시 모터는 물리적 브러시와 기계식 정류자를 사용하는 반면 브러시리스 모터는 전자 컨트롤러와 위치 센서를 사용합니다. 이 하나의 설계 차이는 효율성, 수명, 제어 복잡성 및 비용 모두 정류가 기계적으로 발생하는지 전자적으로 발생하는지 여부에 따라 두 모터 유형 간의 거의 모든 차이점으로 이어집니다.

브러시형 대 브러시리스 모터 효율성

브러시리스 모터 일반적으로 비슷한 전력 출력에서 브러시 모터보다 더 효율적입니다. 그 이유는 브러시 접촉에 내재된 두 가지 손실 메커니즘, 즉 브러시와 정류자 사이의 마찰과 브러시가 정류자 세그먼트와의 접촉을 만들고 끊을 때 발생하는 전기 아크 손실을 제거하기 때문입니다. 브러시리스 모터 commonly achieve efficiencies in the 85-90% range 반면, 브러시 모터는 일반적으로 비슷한 부하 조건에서 몇 퍼센트 더 낮게 작동합니다.

이러한 효율성 격차는 효율성의 모든 백분율 지점이 런타임 또는 열 발생 감소로 직접 변환되는 배터리 구동 및 연속 사용 애플리케이션에서 가장 중요합니다. 경량, 간헐적으로 사용하는 애플리케이션에서는 효율 차이가 덜 중요합니다. 이는 듀티 사이클이 자연적으로 낮은 저가형 소비자 제품에서 브러시 모터가 일반적으로 남아 있는 이유 중 하나입니다.

브러시형 DC 모터의 장점과 단점

무게를 달다 브러시 모터 브러시리스 대안에 대한 선택은 단순성과 저렴한 비용이 특정 애플리케이션에 대한 짧은 수명과 낮은 효율성보다 중요한지 여부로 귀결됩니다.

• 장점: 저렴한 비용, 단순한 제어 전자 장치, 높은 시동 토크, 손쉬운 현장 수리
• 단점: 브러시 마모로 인해 수명 제한, 효율성 저하, 열 발생 증가, 브러시 아크로 인한 전기 소음(EMI)
• 가장 적합: 주기적인 브러시 교체가 허용되는 낮은 듀티 사이클, 비용에 민감한 응용 분야

브러시형 DC 모터 선택 방법: 선택 가이드

올바른 브러시 DC 모터를 선택하는 것은 모든 DC 모터와 동일한 기본 사항에서 시작됩니다. 즉, 부하에서 필요한 토크와 속도를 정의한 다음 이를 모터의 정격 출력 및 사용 가능한 공급 전압과 비교하여 확인합니다. 왜냐하면 브러시 모터s 유한한 브러시 수명, 사용률 및 예상 서비스 수명이 있어 선택 과정에서 추가적인 비중을 차지합니다. 브러시리스 대안과 비교.

• 시동 및 피크 조건에 대한 여유를 포함하여 부하에서 필요한 토크 및 속도를 확인하십시오.
• 심각한 저전압 또는 과전압 작동을 방지하여 사용 가능한 전원 공급 장치에 전압을 일치시킵니다.
• 모터의 정격 브러시 수명을 기준으로 예상 듀티 사이클 및 서비스 수명을 추정합니다.
• 연속 작동 조건과 간헐적 작동 조건에 대한 열 등급 확인
• 환경 노출 고려 - 먼지와 습기로 인해 브러시와 정류자 마모가 가속화됩니다.

브러시형 DC 모터 토크 및 속도 계산

브러시형 DC 모터의 토크 및 속도 계산은 DC 모터 크기 조정 연습과 동일한 원칙을 따릅니다. 즉, 출력에서 부하 토크를 결정하고(회전 부하의 경우 힘 × 반경 또는 선형 부하의 경우 힘 ¼ 기계적 이점) 시작 및 피크 조건에 대해 약 20~50%의 안전 여유를 추가하고 기어박스 감소를 고려한 후 출력 샤프트에서 필요한 속도를 확인합니다.

전력 요구 사항은 토크 및 속도(전력 = 토크 × 각속도)에서 직접 따르며, 이 수치는 최대 또는 실속 정격이 아닌 모터의 연속 정격 정격과 비교하여 확인해야 합니다. 정지 토크 근처에서 지속적인 작동은 브러시 모터의 전기자 권선에서 과도한 열을 발생시키고 더 높은 전류 소모로 인해 브러시 마모를 가속화하기 때문입니다.

고토크 브러시형 DC 모터 애플리케이션

브러시형 DC 모터, 특히 직렬 권선 구성은 크기와 비용에 비해 강력한 시동 토크를 제공하므로 지속적인 고속 작동보다는 정지 상태에서 높은 토크가 필요한 애플리케이션에 실용적인 선택입니다. 일반적인 고토크 브러시 모터 애플리케이션에는 자동차 스타터 모터, 윈치, 전동 공구 드라이브 및 선형 액추에이터가 포함됩니다. — 연속 사용 효율보다 짧고 강렬한 토크 요구가 더 중요한 모든 경우.

산업, 로봇 공학, 자동화 장비용 브러시 DC 모터

산업 및 자동화 환경에서 브러시형 DC 모터는 일반적으로 주기적인 브러시 교체로 인한 유지 관리 부담을 관리할 수 있는 비용에 민감한 낮은 주기의 응용 분야(예: 간단한 액추에이터, 저부하 컨베이어 섹션 및 브러시리스 서보 시스템의 정밀도나 수명이 요구되지 않는 기본 위치 지정 작업)에 사용됩니다.

로봇 공학에서 브러시 모터는 예산이 정밀 제어 또는 서비스 수명 연장에 대한 필요성보다 더 큰 저비용 애호가 및 교육 플랫폼, 프로토타입 제작 및 중요하지 않은 액추에이터에 여전히 사용됩니다. 까다로운 듀티 사이클에서 지속적으로 실행될 것으로 예상되는 생산 로봇 및 장비는 일반적으로 브러시리스 모터로 전환합니다. 여기서 높은 초기 비용은 장비 작동 수명 동안 더 낮은 유지 관리 및 더 나은 제어 정밀도로 상쇄됩니다.