산업용 모터는 우리 주변에서 많이 활용되고 있다. 스마트팩토리를 위한 로봇에도 모터는 사용되고, 전기자동차를 움직이는 데에도 모터는 필수품이 된다.
이 모터는 그 종류가 구분법이 좀 미묘하여, 전문가가 아니면 이해를 하는 데 어려움을 겪는다. 그래서 전문가의 도움을 받아 일반인이 이해할 수 있는 수준으로, 모터의 종류와 장단점을 기술해본다.
모터는 회전력인 토크를 발생시켜 기계적인 움직임을 만들어내는 기기이다. 시스템에 고정되는 고정자(Stator)와 회전운동을 하는 회전자(Rotor)로 구성되며, 모터에서 가장 흔하게 이야기되는 토크는 고정자와 회전자에서 발생되는 자속과 전류의 상호작용으로 발생된다.
모터는 크게 입력전원의 형태에 따라 DC모터와 AC모터로 나누어진다. DC모터는 DC전압/전류의 크기로 제어가 가능하고, AC모터는 전압/전류의 크기 및 위상을 동시에 조절하여야 제어가 가능하다. 그래서 AC모터는 DC모터에 비해 제어가 복잡하다.
AC모터는 크게 동기(Synchronous)모터와 비동기(Asynchronous)모터로 또 나누어진다. 그리고 동기모터는 회전자와 운전형태에 따라 BLDC, BLAC(표면자석형 동기모터, 매립형 동기모터, 권선계자형 동기모터)로 다시 구분된다.
모터는 입력전원의 형태가 아닌 크기에 따라 대형모터와 중소형모터로 쉽게 구분하기도 한다. 모터의 가장 흔한 구분은 대형모터와 중소형모터로 나누는 것이다. 자동차에 작용될 경우, 대형모터는 자동차를 움직이는 데 필요한 고출력의 동력을 제공하고, 소형모터는 각종 편의기능을 위한 소출력을 제공한다.
이 중에서 소형모터는 Brush가 있는 DC모터와 BLDC(Brushless DC)모터가 일반적으로 사용된다. DC모터는 DC형태의 전원이 연결되면 회전력이 발생하므로 제어기(일반적으로 DC모터 드라이브는 제어기라 지칭하는 경우가 많음)의 구성이 간단하다.
반면 BLDC모터의 구조는 표면자석형 모터(SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)와 동일하게 구성되어 있으며, 일정기간 DC형태의 전압을 회전자 위치에 맞게 인가하여 제어하는 형태를 띤다. 그래서 전압의 크기와 위상을 동시에 조절하여야 하므로 크기만 조절하는 DC모터에 비해 제어기(인버터) 알고리즘이 복잡해진다.
그러나 BLDC 모터를 설계하는 데 필요한 마이크로프로세서의 가격이 낮아지고 있어 시장에서는 고효율·고밀도·저소음화가 가능한 BLDC모터가 DC모터를 대체하고 있다.
