브러쉬리스DC 모터
dronelife · • 2021-11-15 • 조회 : 2987 • 카테고리 : 시스템및비행이론고정자로 영구자석을 사용하고, 회전자(전기자)로 코일을 사용하여 구성한 것으로 모형 자동차,
무선조정용 장난감 등을 비롯하여 여러 방면에서 가장 널리 사용되고 있는 모터이다.
일반적으로 DC 모터는 회전 제어가 쉽고, 제어용 모터로서 아주 우수한 특성을 가지고 있다고 할 수 있다.
무선조정용 장난감 등을 비롯하여 여러 방면에서 가장 널리 사용되고 있는 모터이다.
일반적으로 DC 모터는 회전 제어가 쉽고, 제어용 모터로서 아주 우수한 특성을 가지고 있다고 할 수 있다.
브러쉬DC 모터
• 기동 토크가 크다.
• 브러쉬와 정류자가 회전하면 전자석의 극성을 변경 시켜줍니다
• 브러쉬와 정류자의 기계식 접점으로 발열, 소음발생
• 브러쉬 마모로 수명의 한계
• 전압을 이용하여 회전수 제어, 전류를 이용해서 토크제어
• 입력전류에 대하여 출력 토크가 직선적으로 비례하며, 또한 출력 효율이 양호하다.
• 가격이 저렴하다.
BLDC는 Brush Less DC 모터의 약자로 카본이 들어 있지 않은 DC 모터를 의미합니다.
효율역시 BLDC가 DC 모터보다 우수해서 보통 같은 사양의 모터라면 출력면에서 20~30% 정도 힘의 차이를 보이며
사용수명 역시 BLDC가 더 오래 갑니다. 가격역시 BLDC가 더 비쌉니다.
브러쉬리스DC 모터
• 영구자석과 권선을 이용해 회전
• 전자변속기(ESC)를 이용해서 회전수 제어 : 정류자와 브러쉬를 대신해서 극성을변경
• 브러쉬DC 모터에 비해 수명 및 내구성 우수
• 모터에 인가되는 전류가 클수록 강한 토크발생(전류-토크 비례과계)
• 비행 전 후에 베어링 및 이물질 확인필요
모터의 속도상수(Kv)
• 정의 : 무부하 상태에서 모터의 전압에 1V인가될 때 모터의 회전수(부하 시 회전수 감소)
ex) 100Kv모터에서 1V 전압 인가 시 회전수 100RPM(이론상)
• 동급사이즈 모터에서도 가양한 Kv모터가 존재
• Kv(회전수)가 작을 수록 동일한 전류로 큰 토크가 발생 ⇑ (회전수와 토크는 반비례한다)
• Kv(회전수)가 클 수록 동일한 전류로 작은 토크가 발생 ⇓ (회전수와 토크는 반비례한다)
- 회전수가 작으면 토크는 커지고 반대로 회전수가 많으면 토크는 작아진다. (회전수와 토크는 반비례한다)
• 토크와 소모 전류는 비례관계
• 프로펠러는 모터의 부하요소 (직경과 피치가 커질 수록 부하 증가)
• 모터의 순간적 토크를 생성하기 위해 배터리 방전률(C-rate)확보가 필요
ex) 모터가 정지상태에서 기동시 최대 방전률이 필요.
• 모터에 부하가 발생시 발생하는 현상
ex) 모터에 부하가 걸림 → 회전수 감소 → 토크증가 → 소모 전류 증가 → 발열
• 과부하시 모터 발열 및 전자변속기 및 배터리 수명에 악영향을 주므로 비행 후 모터나 전자변속기 온도 체크 필요.
전자변속기(ESC)
• 3상 전기를 이용해 BLDC모터 회전수 제어
• 배터리 전력을 BLDC모터로 전달
• 모터의 최대 소모전류를 허용할 수 있는 전자변속기사용
• 신호잡음 발생 때문에 통신, 전자장비등에 영향이 적은 위치에 장착
전자변속기(ESC) 특징 및 제어 성능
• 전자변속기 과열 방지를 위한 냉각(모터 과부하 시)
- 냉각핀 이용 냉각, 프로펠러 후류에 노출
• 정밀자세 제어를 위한 모터 회전수 제어
- 안정성 및 정밀 자세 제어를 위해 비행제어모듈로부터 (200HZ) 이상의 제어 입력 인가
- 호버링같은 제자리 기동에서도 빠른 주기의 회전수 제어 필요
출처 : 한국교통안전공단 초경량비행장치(무인동력비행장치)
• Blushless Motor 종류
- In Runner : 인러너 방식은 고정자가 바깥쪽에, 회전자가 안쪽에 있는 형태.
- Out Runner : 아웃러너 방식은 고정자가 안쪽에, 회전자가 바깥쪽에 있는 형태.
- 파란색 로터는 인러너 모터(왼쪽)와 아웃러너 모터(오른쪽)에 영구 자석을 포함합니다. 녹색 고정자는 전자기 코일을 고정합니다.
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