몇 년 동안 우리는 전문 공구 산업에서 브러시리스 모터가 무선 공구 드라이브를 지배하기 시작하는 것을 보아 왔습니다. 이거 좋은데 무슨 상관이냐? 그 나무 나사를 박을 수만 있다면 정말 중요할까요? 음, 응. 브러시 모터와 브러시리스 모터를 다룰 때 상당한 차이와 효과가 있습니다.
2피트 브러시 및 브러시리스 모터를 살펴보기 전에 먼저 DC 모터의 실제 작동 원리에 대한 기본 지식을 이해하겠습니다. 모터 구동에 있어서는 모두 자석과 관련이 있습니다. 반대로 대전된 자석은 서로 끌어당깁니다. DC 모터의 기본 개념은 회전부(회전자)의 반대 전하를 앞에 있는 움직이지 않는 자석(고정자)에 끌어당겨 지속적으로 앞으로 끌어당기는 것입니다. 그것은 내가 달릴 때 내 앞에 막대기에 보스턴 버터 도넛을 올려놓는 것과 비슷합니다. 나는 계속 그것을 잡으려고 노력할 것입니다!
문제는 도넛을 계속 움직이게 하는 방법입니다. 쉬운 방법은 없습니다. 영구자석(영구자석) 세트로 시작됩니다. 전자석 세트는 회전하면서 전하를 변경하므로(극성 반전) 이동할 수 있는 반대 전하를 갖는 영구 자석이 항상 존재합니다. 또한, 전자기 코일이 변화함에 따라 유사한 전하가 코일을 밀어냅니다. 브러시 모터와 브러시리스 모터를 살펴보면 전자석의 극성이 어떻게 바뀌는가가 핵심입니다.
브러시 모터에는 영구 자석, 전기자, 정류 링 및 브러시의 네 가지 기본 구성 요소가 있습니다. 영구자석은 기구의 외부를 구성하며 움직이지 않습니다(고정자). 하나는 양으로 대전되고 다른 하나는 음으로 대전되어 영구 자기장을 생성합니다.
전기자는 전원이 공급될 때 전자석이 되는 코일 또는 일련의 코일입니다. 이것도 회전부(로터)인데 보통 구리로 만들어지지만 알루미늄도 사용할 수 있다.
정류자 링은 2개(2극 구성), 4개(4극 구성) 이상의 구성 요소로 전기자 코일에 고정됩니다. 그들은 뼈대와 함께 회전합니다. 마지막으로 카본 브러시는 제자리에 남아 각 정류자에 전하를 전달합니다.
전기자에 전원이 공급되면 충전된 코일은 반대로 충전된 영구 자석 쪽으로 당겨집니다. 그 위의 정류자 링도 회전하면 하나의 카본 브러시 연결에서 다음 연결로 이동합니다. 다음 브러시에 도달하면 극성이 반전되어 동일한 종류의 전하에 의해 반발되면서 다른 영구 자석에 끌려갑니다. 명백히 정류자가 음극 브러시에 도달하면 이제 양극 영구 자석에 끌리게 됩니다. 정류자는 제 시간에 도착하여 양극 브러시와 연결을 형성하고 음극 영구 자석을 따라갑니다. 브러시는 쌍으로 되어 있으므로 양극 코일이 음극 자석 쪽으로 당기고 음극 코일이 동시에 양극 자석 쪽으로 당겨집니다.
그것은 마치 보스턴 버터 도넛을 쫓는 전기자 코일과 같습니다. 친해졌는데 마음이 바뀌어서 좀 더 건강한 스무디를 추구하게 됐어요(극성이나 욕구가 바뀌었어요). 결국 도넛은 칼로리와 지방이 풍부합니다. 이제는 보스턴크림에서 밀려나면서 스무디를 쫓고 있다. 거기에 도착했을 때 나는 도넛이 스무디보다 훨씬 낫다는 것을 깨달았습니다. 방아쇠를 당기는 한 다음 브러시에 도달할 때마다 나는 마음을 바꾸고 동시에 내가 좋아하는 물체를 미친 듯이 쫓을 것입니다. ADHD를 위한 최고의 애플리케이션입니다. 게다가 거기에는 우리 둘이 있어서 보스턴 버터 도넛과 스무디는 항상 우리 중 한 사람에게 열정적으로 쫓기지만 우유부단합니다.
브러시리스 모터에서는 정류자와 브러시를 잃고 전자 컨트롤러를 얻게 됩니다. 영구 자석은 이제 회전자 역할을 하며 내부에서 회전하는 반면, 고정자는 이제 외부 고정 전자기 코일로 구성됩니다. 컨트롤러는 영구 자석을 끌어당기는 데 필요한 전하에 따라 각 코일에 전원을 공급합니다.
전자적으로 전하를 이동시키는 것 외에도 컨트롤러는 영구 자석에 대응하는 유사한 전하를 제공할 수도 있습니다. 같은 종류의 전하가 서로 반대이므로 영구 자석을 밀어냅니다. 이제 당기는 힘과 미는 힘으로 인해 로터가 움직입니다.
이 경우 영구자석이 움직이기 때문에 이제 그것들이 나의 러닝 파트너이자 나입니다. 우리는 더 이상 우리가 원하는 것에 대한 생각을 바꾸지 않습니다. 대신에 저는 Boston Butter Donuts를 원하고 제 파트너는 스무디를 원한다는 것을 알았습니다.
전자 컨트롤러는 우리 각자의 아침 식사의 즐거움을 우리 앞으로 움직일 수 있게 해주며, 우리는 항상 같은 것을 추구해 왔습니다. 컨트롤러는 또한 푸시 기능을 제공하기 위해 우리가 원하지 않는 항목을 배치합니다.
브러시형 DC 모터는 상대적으로 간단하고 부품 제조 비용이 저렴합니다(구리가 더 저렴해지지는 않았지만). 브러시리스 모터에는 전자 커뮤니케이터가 필요하므로 실제로 무선 도구로 컴퓨터를 구축하기 시작하는 것입니다. 이것이 브러시리스 모터의 가격을 높이는 이유입니다.
설계상의 이유로 브러시리스 모터는 브러시 모터에 비해 많은 장점을 가지고 있습니다. 대부분은 브러시 및 정류자의 손실과 관련이 있습니다. 브러시는 전하를 전달하기 위해 정류자와 접촉해야 하므로 마찰도 발생합니다. 마찰은 달성 가능한 속도를 감소시키는 동시에 열을 발생시킵니다. 이는 가벼운 브레이크로 자전거를 타는 것과 같습니다. 다리에 같은 힘을 사용하면 속도가 느려집니다. 반대로, 속도를 유지하려면 다리에서 더 많은 에너지를 얻어야 합니다. 마찰열로 인해 림도 가열됩니다. 이는 브러시 모터에 비해 브러시리스 모터가 더 낮은 온도에서 작동한다는 것을 의미합니다. 이는 더 높은 효율을 제공하므로 더 많은 전기 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.
카본 브러쉬도 시간이 지나면 마모됩니다. 이것이 일부 도구 내부에서 스파크를 일으키는 원인입니다. 공구를 계속 작동하려면 브러시를 수시로 교체해야 합니다. 브러시리스 모터에는 이런 종류의 유지 관리가 필요하지 않습니다.
브러시리스 모터에는 전자 컨트롤러가 필요하지만 회전자/고정자 조합이 더 컴팩트합니다. 이로 인해 더 가벼운 무게와 더 컴팩트한 크기가 가능해졌습니다. 이것이 바로 우리가 초소형 디자인과 강력한 성능을 갖춘 Makita XDT16 임팩트 드라이버와 같은 많은 도구를 보는 이유입니다.
브러시리스 모터와 토크에 대한 오해가 있는 것 같습니다. 브러시형 또는 브러시리스 모터 설계 자체는 실제로 토크의 크기를 나타내지 않습니다. 예를 들어, 최초의 Milwaukee M18 연료 해머 드릴의 실제 토크는 이전 브러시 모델보다 작았습니다.
그러나 결국 제조업체는 몇 가지 매우 중요한 사실을 깨달았습니다. 브러시리스 모터에 사용되는 전자 장치는 필요할 때 이러한 모터에 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다.
이제 브러시리스 모터는 고급 전자 제어를 사용하므로 부하가 걸린 상태에서 감속이 시작되는 시점을 감지할 수 있습니다. 배터리와 모터가 온도 사양 범위 내에 있는 한 브러시리스 모터 전자 장치는 배터리 팩에서 더 많은 전류를 요청하고 수신할 수 있습니다. 이를 통해 브러시리스 드릴 및 톱과 같은 도구가 하중을 받는 동안 더 높은 속도를 유지할 수 있습니다. 이렇게 하면 속도가 빨라집니다. 일반적으로 훨씬 빠릅니다. 이에 대한 몇 가지 예로는 Milwaukee RedLink Plus, Makita LXT Advantage 및 DeWalt Perform and Protect가 있습니다.
이러한 기술은 도구의 모터, 배터리 및 전자 장치를 응집력 있는 시스템에 원활하게 통합하여 최적의 성능과 런타임을 달성합니다.
정류 - 전하의 극성 변경 - 브러시리스 모터를 시동하고 계속 회전시킵니다. 다음으로 속도와 토크를 제어해야 합니다. BLDC 모터 고정자의 전압을 변경하여 속도를 제어할 수 있습니다. 더 높은 주파수에서 전압을 변조하면 모터 속도를 더 크게 제어할 수 있습니다.
토크를 제어하기 위해 모터의 토크 부하가 일정 수준 이상으로 상승하면 고정자 전압을 낮출 수 있습니다. 물론 여기에는 모터 모니터링 및 센서라는 핵심 요구 사항이 포함됩니다.
홀 효과 센서는 회전자의 위치를 감지하는 저렴한 방법을 제공합니다. 또한 타이밍 센서 전환의 시간과 빈도로 속도를 감지할 수도 있습니다.
편집자 주: 고급 BLDC 모터 기술이 전동 공구를 어떻게 변화시키는지 알아보려면 센서리스 브러시리스 모터란 무엇인지 기사를 확인하세요.
이러한 이점이 결합되면 수명이 길어지는 또 다른 효과가 있습니다. 브랜드 내 브러시 모터와 브러시리스 모터(및 도구)에 대한 보증은 일반적으로 동일하지만 브러시리스 모델의 경우 더 긴 수명을 기대할 수 있습니다. 이는 일반적으로 보증 기간보다 몇 년이 더 걸릴 수 있습니다.
전자 컨트롤러가 본질적으로 도구에서 컴퓨터를 구축한다고 말했던 것을 기억하십니까? 브러시리스 모터는 스마트 도구가 업계에 영향을 미치는 획기적인 지점이기도 합니다. 전자 통신에 브러시리스 모터를 사용하지 않았다면 Milwaukee의 원버튼 기술은 작동하지 않았을 것입니다.
Kenny는 근무 중에 다양한 도구의 실질적인 한계를 깊이 탐구하고 차이점을 비교합니다. 퇴근 후에는 가족에 대한 믿음과 사랑이 최우선이다. 당신은 보통 부엌에 있거나, 자전거를 타거나(그는 철인 3종 경기 선수입니다), 사람들을 데리고 탬파 베이에서 낚시를 하러 나갑니다.
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설명해주셔서 감사합니다. 이것은 대부분의 사람들이 브러시리스를 선호하는 것을 보면서 제가 오랫동안 궁금했던 것입니다(적어도 더 비싼 전동 공구와 드론에 대한 논거로 사용됨).
알고 싶습니다. 컨트롤러도 속도를 감지합니까? 동기화는 꼭 해야 하는거 아닌가요? 자석을 감지(회전)하는 홀 요소가 있습니까?
모든 브러시리스 모터가 모든 브러시 모터보다 나은 것은 아닙니다. 보통 수준에서 높은 수준의 부하에서 Gen 5X의 배터리 수명이 이전 X4와 어떻게 비교되는지 보고 싶습니다. 어쨌든 브러시는 거의 생명을 제한하는 요소가 아닙니다. 무선 공구의 원래 모터 속도는 약 20,000~25,000입니다. 그리고 윤활 유성 기어 세트를 통해 감속비는 고단 기어에서 약 12:1, 저단 기어에서 약 48:1입니다. 먼지가 많은 공기 흐름에서 25,000RPM 로터를 지지하는 트리거 메커니즘과 모터 로터 베어링은 일반적으로 약점입니다.
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Pro Tool Reviews는 2008년부터 도구 리뷰와 업계 뉴스를 제공해 온 성공적인 온라인 간행물입니다. 오늘날의 인터넷 뉴스와 온라인 콘텐츠 세계에서는 점점 더 많은 전문가들이 자신이 구매하는 대부분의 주요 전동 공구를 온라인으로 조사하고 있습니다. 이것이 우리의 관심을 불러일으켰습니다.
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게시 시간: 2021년 8월 31일