BLDC모터의 구조에 대해 알아보자

BrushLess DC Motor (BLDC 모터)는 앞선 포스팅에서 알아보았던 직류 모터와 달리 '브러시'와 '정류자'를 사용하지 않는 모터입니다. 이를 통해 기계적 마모나 연결된 부품들의 고장 가능성이 크게 줄어들고, 모터의 수명이 길어집니다. 오늘은 이러한 장점을 가진 모터인 BLDC 모터의 구조에 대해 알아보겠습니다.

 

고정자(Stator)

고정자는 BLDC 모터의 고정된 부분으로, 일반적으로 주위에 설치된 원형 또는 다각형 모양의 코일로 이루어져 있습니다. 회전자 바깥쪽에 위치합니다. 스테이터 코일은 전류가 흐르면 자기장을 생성하게 되는데, 이 자기장은 회전자 영구자석과 상호작용하며 회전력을 발생시킵니다.

 

회전자(Rotor)

회전자는 BLDC 모터의 회전 부분으로, 고정자 주위에 위치하며 일반적으로 영구자석이 사용되고 있습니다. 이 영구자석은 회전자의 중심에 위치하며 고정자가 만들어 내는 자속과 상호작용하며 회전력을 생성합니다. 또, 회전자의 코어는 영구자석을 안정적으로 유지하고 회전하는 구조를 제공하며, 주로, 강철 또는 다른 자성 재료로 만들어집니다.

 

홀센서(Hall Sensor)

홀센서는 BLDC 모터와 같은 회전 장치에서 회전자의 위치와 극성을 감지하는 데 사용되는 센서로, 회전자의 정보를 MCU에 전달하여 전류를 인가할 상을 결정하게 됩니다. 이로써, 모터의 속도 및 토크 제어를 원활히 할 수 있게끔 도와주며, BLDC 모터 회전자 주위에 설치됩니다. 센서는 총 3개가 설치되며 각각의 간격은 전기각 120도입니다. 회전자의 영구자석은 특정 위치에 따라 각 홀센서에 다른 자기장을 생성하게 되고, 센서의 출력 전압이 변화하게 됩니다.

 

MCU

BLDC 모터의 동작을 제어하고 모니터링을 실시하는 중요한 부품 중 하나로, 모터 속도, 회전 방향 및 토크를 조절합니다.  MCU는 홀센서에서 출력해 주는 회전자 정보를 입력으로 받아 정확한 신호를 전달하고, 제어 알고리즘을 사용하여 모터를 제어합니다. MCU는 과전류, 과열, 과부하 등으로부터 모터와 내부 회로를 보호해 주는 알고리즘을 포함하며, 위험 상황일 때, 모터를 중단시킬 수 있어야 합니다.

 

외부 전원(External Power Supply)

BLDC 모터에 전원을 공급하기 위한 전원 소스가 필요합니다. 이 전원은 모터의 동작을 가능케 하며, 모터의 성능과 효율성은 이 전원에 의존합니다. 모터의 정격 전압보다 높은 전압이 인가된다면 모터 내부 소자가 파괴될 수 있으므로 모터의 사양을 파악하고 알맞은 전원을 인가해 주어야 합니다.

 

오늘은 BLDC 모터를 이루는 구성 부품들에 대해 알아보았습니다. BLDC 모터는 홀센서의 역할이 정말 중요한 모터입니다. 다음 포스팅은 해당 모터의 회전 원리에 대해 알아보며 홀센서의 역할을 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 감사합니다.