(DC Motor) 서보
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Direct Current Motor |
Direct Current Motor(DC Motor)는 직류전원을 이용해 회전하는 모터를 말한다. 다음과 같이 크게 세가지로 구분할 수 있다.
Brushed Motor
Brushless Direct Current Motor(BLDC Motor)
Coreless Motor
Brushed Motor
Brushed Motor는 말 그대로 브러시가 있는 모터를 말하며 브러시와 커뮤테이터를 이용해 전류의 방향을 변화시켜 계속 같은 방향으로 회전할 수 있게 한다.
그림 1
그림 1은 Brushed Motor의 그림이다. 오른나사의 법칙에 따라 감겨진 도선에는 자기장이 유도되고 이에 따라 영구자석과 상호작용을 하여 시계방향으로 돌게 된다.
그림 2는 그림 1에서 시계방향으로 돈 상태이며 N극과 S극에 반대 방향으로 힘이 발생하여 외력은 받지 않는다. 그러나 관성에 의하여 시계방향으로 회전하게 된다.
그림 3은 그림 1과 전류의 방향이 바뀌어 시계방향으로 계속 돌게 된다.
다음과 같은 방식으로 Brushed Motor은 회전하게 된다. 그러나 브러시와 커뮤테이터의 마찰이 발생하여 Motor의 수명을 단축시키는 단점이 있다.
BLDC(Brushless Direct Current) Motor
Brushed Motor는 앞에서 언급한 것처럼 브러시와 커뮤테이터의 마찰이 발생하여 모터의 수명을 단축시키는 단점이 있었다. BLDC 모터는 그런 단점을 제거한 모터이다.
그림 4
그림 4는 BLDC 모터의 스테이터에 해당하는 부분이다. Brushed 모터는 스테이터가 영구자석이지만 BLDC 모터는 스테이터가 전자석으로 되어 있다.
그림 5
그림 5는 스테이터의 구조를 간단히 코일로 나타낸 것이다. 이것을 보면 전류의 방향을 제어하여 6가지의 출력이 가능한 것을 알 수 있다.
그림 6은 BLDC motor의 로터이다. 스테이터가 전자석이므로 로터는 영구자석으로 되어 있는 것을 알 수 있다.
그림 7
그림 7은 BLDC 모터의 전체적인 구조이다. 그림을 보면 홀센서라는 것이 있다. 홀센서는 Hall Effect를 이용하여 로터의 위치를 알 수 있다. Brushed motord의 경우에는 로터의 위치를 알 필요가 없지만 BLDC는 로터의 정확한 위치를 모르면 제대로 동작시킬 수 없다.
그림 8
그림 8은 홀센서가 필요한 이유를 설명하기 위해 삽입한 그림이다. 로터가 어떤 위치에 있는지 알아야만 정확하게 전류의 방향을 제어하여 원하는 대로 회전시킬 수 있다.
즉 BLDC Motor은 Brushed Motor의 단점을 제거하기 위해 보다 복잡한 방법으로 회전하는 것을 알 수 있다