인덕션 모터와 카본 브러시 모터: 진짜 차이점은 무엇일까요?

모터는 우리가 항상 볼 수 있는 것은 아니지만 열심히 일하는 일꾼입니다. 전동 드릴과 주방 믹서기에 탑재되어 있습니다. 세탁기와 자동차에도 모터가 있습니다. 하지만 모든 모터가 같은 방식으로 만들어지는 것은 아닙니다. 많이 볼 수 있는 두 가지 유형은 인덕션 모터와 카본 브러시 모터입니다. 이 두 가지의 차이점을 알아두면 도움이 될 수 있습니다. 작업에 적합한 도구를 선택할 수 있습니다. 또한 집에서 사용하는 도구가 왜 그런 방식으로 작동하는지 이해할 수 있습니다. 이 글에서는 이 모든 것을 간단하게 설명해드리겠습니다. 두 가지를 나란히 살펴보겠습니다. 이를 통해 각기 다른 작업에 어떤 것이 더 적합한지 확인할 수 있습니다.

카본 브러시 모터란 정확히 무엇인가요?

간단한 사실부터 시작하겠습니다. 카본 브러시 모터는 흔히 볼 수 있는 DC 모터의 일종입니다. "DC"는 직류를 의미합니다. 이것은 배터리에서 나오는 종류의 전력입니다. 이 모터에서 가장 중요한 부분은 브러시입니다. 이 브러시는 일반적인 청소용 브러시가 아닙니다. 탄소로 만든 작은 블록입니다. 브러시는 모터의 회전하는 부분을 밀어줍니다.

브러시의 역할은 전류라고 하는 전력을 전달하는 것입니다. 브러시는 전원 공급 장치에서 이 전력을 가져옵니다. 그리고 이 전류를 회전해야 하는 모터의 일부로 보냅니다. 이 모터는 쉽게 만들 수 있습니다. 이 때문에 모든 종류의 물건에 사용됩니다. 핸드 드릴, 주방용 믹서, 작은 장난감 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 단순한 디자인 덕분에 다양한 작업에 많이 사용됩니다. 이 모터는 도구와 가제트에서 정말 열심히 일하는 일꾼입니다.

인덕션 모터란 무엇인가요?

이제 다른 종류의 모터인 유도 모터에 대해 알아봅시다. 이 모터는 AC(교류) 전원을 사용하기 때문에 일반 모터와는 다릅니다. 이것은 벽에 꽂은 플러그로부터 얻는 종류의 전력입니다. 가장 크고 중요한 차이점은 인덕션 모터에는 브러시가 없다는 것입니다. 그래서 일부 사람들은 이를 "브러시리스 모터"라고 부르기도 합니다.

그렇다면 브러시 없이 어떻게 작동할 수 있을까요? 유도 전동기는 자석의 힘을 이용합니다. 여기에는 움직이지 않는 부분이 있는데, 이 부분을 고정자라고 합니다. 고정자에 전력이 공급되면 회전하는 자기장이 만들어집니다. 이것은 눈에 보이지 않는 힘입니다. 이 힘으로 모터의 회전 부분인 로터가 회전합니다. 부품은 서로 닿지 않고 회전합니다. 매우 똑똑한 설계입니다. 세탁기나 공장의 기계와 같은 많은 대형 기계에 사용됩니다.

어떻게 회전할까요? 제작 방법의 주요 차이점

이 두 모터가 회전하는 방식에서 가장 큰 차이점은 사용하는 방식입니다. 핵심은 움직이는 부품에 동력을 공급하는 방식입니다. 인덕션 모터와 카본 브러시 모터의 작동 방식은 완전히 다릅니다.

카본 브러시 모터에서는 부품이 물리적으로 서로 맞닿아 있습니다. 카본 브러시는 정류자라는 부품에 닿습니다. 정류자가 회전하면 브러시가 그 위에서 미끄러집니다. 이렇게 하면 로터의 여러 영역에 직류 전류가 흐릅니다. 이 접촉이 모터를 회전시키는 원동력입니다. 잘 작동하는 간단한 시스템입니다. 아주 오랫동안 사용되어 왔습니다.

인덕션 모터는 더 첨단 기술입니다. 전자기 유도라는 아이디어를 사용합니다. 고정자가 강한 회전 자기장을 만들어냅니다. 그러면 이 자기장이 도체인 회전자 내부에 전류를 만듭니다. 이 새로운 전류는 자체 자기장을 만듭니다. 그러면 두 자기장이 서로 밀고 당깁니다. 이렇게 해서 로터가 회전합니다. 회전자는 고정자의 자기장만큼 빠르게 회전하려고 합니다. 부품이 회전하지만 서로 닿지 않기 때문에 마술처럼 느껴집니다.

카본 브러시 모터는 유지 관리가 많이 필요할까요?

네, 유지 관리가 필요합니다. 이것이 카본 브러시 모터의 가장 큰 문제 중 하나입니다. 브러시는 항상 움직이는 부품을 문지르게 됩니다. 이 때문에 시간이 지남에 따라 점점 작아집니다. 자동차 타이어의 고무처럼 생각하면 됩니다. 시간이 지나면 브러시가 모두 소모됩니다. 그런 다음 교체해야 합니다. 교체하지 않으면 모터가 더 이상 작동하지 않습니다.

즉, 모터와 카본 브러시 모터에 대한 유지보수가 필요합니다. 또한 모터 내부에 쌓인 카본 먼지를 청소해야 할 수도 있습니다. 하지만 인덕션 모터는 소모될 수 있는 브러시가 없습니다. 따라서 수명이 매우 길고 유지보수 비용이 저렴합니다. 이것이 바로 쉬지 않고 장시간 작동해야 하는 애플리케이션에 인덕션 모터가 선택되는 큰 이유입니다.

인덕션 모터가 더 조용할까요? 소리와 작동 방식 살펴보기

전동 드릴을 사용해 본 적이 있다면 소음이 많다는 것을 알고 있을 것입니다. 그 소음의 대부분은 모터에서 발생합니다. 카본 브러시 모터에서 발생하는 소음은 카본 브러시가 회전하는 정류자에 문지르기 때문에 발생합니다. 이로 인해 특별한 윙윙거리거나 우는 소리가 납니다. 속도가 빨라지면 소리가 더 커집니다.

인덕션 모터는 훨씬 더 조용합니다. 브러시가 닿지 않기 때문에 훨씬 더 부드럽게 작동합니다. 일반적으로 들리는 유일한 소음은 자기장에서 발생하는 부드러운 윙윙거리는 소리뿐입니다. 베어링 소리가 들릴 수도 있습니다. 에어컨이나 냉장고처럼 저소음을 원하는 집안의 가전제품에는 인덕션 모터를 선택하는 것이 좋습니다. 소음 수준이 매우 낮습니다.

어떤 모터의 추진력과 토크가 더 높을까요?

여기서 흥미로운 점이 있습니다. 토크는 모터가 만드는 비틀림 힘입니다. 드릴이 나사를 단단한 나무에 밀어 넣을 때 사용하는 힘입니다. 카본 브러시 모터는 토크를 만드는 데 매우 뛰어납니다. 전원을 켜자마자 많은 토크를 낼 수 있습니다.

이렇게 빠른 시동과 즉각적인 파워는 카본 브러시 모터가 전동 공구에 적합한 이유입니다. 드릴의 버튼을 누르면 바로 그 파워를 원하게 됩니다. 인덕션 모터는 강력하고 고른 토크를 제공합니다. 하지만 최대 파워에 도달하는 데 시간이 조금 더 걸립니다. 멈추지 않고 사용할 때 높은 출력을 내는 것으로 유명합니다. 따라서 같은 속도로 작동하는 기계에 적합합니다.

속도를 변경하는 것은 어떨까요? 어느 쪽이 더 제어하기 쉽나요?

모터의 속도를 변경하는 것은 많은 도구와 기계에서 큰 문제입니다. 카본 브러시 모터와 같은 DC 모터의 속도는 매우 간단하게 제어할 수 있습니다. DC 전원 공급 장치의 전압을 변경하기만 하면 됩니다. 전압이 높으면 속도가 빨라집니다. 전압이 낮으면 속도가 느려집니다. 그래서 많은 수공구에는 속도를 변경할 수 있는 트리거가 있습니다.

인덕션 모터의 속도를 제어하는 것은 더 어렵습니다. 속도는 AC 전원 공급 장치의 주파수와 관련이 있습니다. 대부분의 가정에서 이 주파수는 변하지 않습니다. 모터의 속도를 변경하려면 특수 전자 부품이 필요합니다. 이 부품을 가변 주파수 드라이브(VFD)라고 합니다. 이 부품은 전원 주파수를 변경할 수 있습니다. 그러나 시스템을 더 복잡하게 만들고 비용이 더 많이 듭니다.

전자는 이러한 모터를 어떻게 제어할까요?

모터의 속도와 토크를 매우 정확하게 제어하기 위해 회로 기판의 전자 장치를 사용합니다. 간단한 DC 모터의 경우 많이 볼 수 있는 부품은 H 브리지 드라이버입니다. 이를 통해 모터를 앞뒤로 움직일 수 있습니다.

더 많은 제어를 위해 사물을 제작하는 사람들은 통합 모터 드라이버를 사용할 수 있습니다. TI와 같은 회사의 mc34933과 같은 특수 칩을 특수 보드에 장착할 수 있습니다. 예를 들어, [DESIGNS] FRDM-34933EVB는 자유 확장 보드 엔지니어에게 뛰어난 제어 기능을 제공합니다. 전류 조절 및 스톨 감지(모터가 멈췄는지 알려주는 기능)와 같은 작업을 수행할 수 있습니다. 전류 감지 출력도 측정할 수 있습니다. 이를 통해 모터가 얼마나 열심히 작동하는지 확인할 수 있습니다. 이는 전체 기계를 효과적으로 보호합니다. 이러한 유형의 제어를 사용하면 마이크로 스테핑이라고 하는 매우 부드러운 움직임을 만들 수 있습니다. 이는 카메라 조인트나 3D 프린터에서 사용할 수 있습니다. 보호 회로는 새로운 모터 시스템에서 매우 중요한 부분입니다.

가격과 수명: 어떤 모터가 더 현명한 구매일까요?

가격을 보면 큰 차이가 있습니다. 카본 브러시 모터는 비용이 저렴합니다. 단순한 디자인 덕분에 생산 과정에서 더 쉽고 저렴하게 만들 수 있습니다. 이것이 많은 수공구의 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다.

인덕션 모터는 처음에는 거의 항상 구매 비용이 더 비쌉니다. 하지만 시간이 지나면 더 나은 선택이 될 수 있습니다. 브러시를 교체할 필요가 없고 유지보수가 거의 필요하지 않습니다. 따라서 전체 수명 기간 동안 비용이 매우 적게 듭니다. 튼튼하게 제작되어 수명이 길다. 따라서 수년 동안 믿고 사용해야 하는 중요한 기계에 적합한 선택입니다.

카본 브러시 모터를 사용하는 직업은 무엇인가요?

매일 사용하는 많은 물건에서 카본 브러시 모터를 찾을 수 있습니다. 카본 브러시 모터를 많이 볼 수 있는 곳은 손 도구. 다음은 흔히 볼 수 있는 몇 가지 위치입니다:

• 전동 공구: 드릴, 톱, 그라인더, 샌더. 작은 크기와 높은 시동 토크는 이러한 작업에 적합합니다.
• 주방 용품: 블렌더, 믹서, 커피 그라인더. 강력한 파워를 빠르게 폭발시킵니다.
• 진공 청소기: 진공을 빨아들이고 청소용 브러시를 회전시키는 모터는 카본 브러시 모터인 경우가 많습니다.
• 기타 휴대용 물건: 헤어 드라이어 및 기타 휴대할 수 있는 작은 물건들.

소음이 다소 있더라도 좁은 공간에서 많은 전력을 필요로 하는 작업에 적합합니다. 하루 종일 작업하는 것은 아니지만 자주 하는 작업에 자주 사용됩니다.

인덕션 모터는 언제 선택해야 하나요?

인덕션 모터는 장시간 계속되는 작업에 가장 적합합니다. 가스 엔진과는 다릅니다. 전기 모터는 조용하고 깨끗합니다. 인덕션 모터는 가장 조용하고 깨끗합니다. 다음은 인덕션 모터가 가장 잘 작동하는 몇 가지 작업입니다:

이러한 애플리케이션은 조용히 실행되고 신뢰할 수 있어야 하는 애플리케이션입니다. 몇 시간, 며칠, 심지어 몇 년 동안 작동할 수 있습니다. 인덕션 모터는 오래 사용할 수 있도록 만들어졌습니다. 인덕션 모터와 카본 브러시 모터 사이의 선택은 항상 수행해야 하는 작업에 따라 달라집니다. 각각 고유한 장점과 적합한 작업이 있습니다.

기억해야 할 중요한 사항

• 카본 브러시 모터는 실제 브러시를 사용하여 DC 전력을 이동합니다. 많은 토크를 제공하고 저렴하지만 시끄럽고 고쳐야 하는 단점이 있습니다. 수공구용으로 적합합니다.
• 인덕션 모터는 회전하는 자기장을 사용하며 브러시가 없습니다. 조용하고 수명이 길며 수리가 거의 필요하지 않습니다. 가정용품이나 대형 기계에 적합합니다.
• 제어: 카본 브러시 모터의 속도는 간단하게 변경할 수 있습니다. 인덕션 모터는 속도를 변경하려면 더 복잡한 전자 장치가 필요합니다.
• 비용: 카본 브러시 모터는 구매 비용이 저렴합니다. 인덕션 모터는 초기에는 더 비싸지만 수명이 길고 믿을 수 있기 때문에 나중에 비용을 절약할 수 있습니다.