안녕하세요? DCU Lab. 연구원 김연호입니다.

저번 글에 이어 이번에 번외편으로 드론 관련 부품 기초 이론을 올리려고 합니다.(매우 기초 설명글입니다.)

그에 앞서 450mm급 드론과 230mm급 드론의 차이점을 발견 하셨나요?

크기를 제외하고 가장 큰 차이점은 모터의 종류입니다.

저도 드론을 만들어보기전까지 몰랐던 사실이긴합니다.

드론에 쓰이는 모터는 크게 Brushed Motor과 Brushedless Motor로 나뉩니다.

그리고 보통 드론 또는 RC같은 경우 발전기를 내장하는게 아니라

Battery(DC-Direct Current/직류전원)를 동력원으로 삼기 때문에 Brushed(DC) Motor/BLDC Motor로 불리웁니다.

자 그럼 첫번째로 Brushed Motor에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

Brushed Motor


우리가 알고 있는 일반적인 Motor가 바로 Brushed Motor입니다. 이름이 왜 Brushed 즉 '브러쉬가 있는'이냐 하면 Motor에 Brush가 있기 때문입니다.

원리과 구조는 간단합니다.

우선 구조는 아래 그림과 같습니다.


간단하죠?

직류전원에서 'Brush'까지(노란색) 연결 되어 있고 Brush안에서 회전 운동이 허용 되는 Commutator에 Coil이 연결되어 있습니다. 그리고 코일 주변은 영구 자석이 극을 달리 하여 모터 내부에 붙어 있습니다. 이때 Brush와 Commutator은 접촉은 되어있으나 접합되어있지 않고 Commutator과 Coil은 접합되어 Coil이 움직이면 Commutator이 움직이고 Commutator이 움직이면 Coil이 움직입니다.(이 개념은 매우 중요합니다!!!!)

자! 그럼 이때 Brush를 통하여 Coil에 전류를 흘려주면 어떤 일이 벌어질까요?

고등학교 물리시간으로 시간여행을 가보면 우리는 전자기 부분에서(몇학년 몇학기인지는 졸업한지 오래되서 기억이...........ㅡㅡ;;;;) 플래밍의 왼손 법칙을 만나게 됩니다.

플래밍의 왼손 법칙

여기서 우리는 오른손 세 손가락만 피고 운동방향, 자기장, 전류 이런식으로 외우고 어려움을 느끼셨을텐데 그냥 간단하게 FBI만 외우시면 됩니다.

요렇게요





Brushed Motor의 가장 큰 장점은 '싼 가격'입니다. Motor중에서는 상용화가 가장 오래 되었고 비교적 가공이 쉽기때문에 가장 널리 퍼진 반면 Brush와 Commutator의 마찰은 피할수 없어 마모되어 영구적으로는 쓰일수 없는 단점이 있습니다.

그럼에도 불구하고 많은 분야에 아직도 건재함을 나타내는데 역시 가격과 비교적 손쉬운 제어등이 장점인듯 합니다.


이상 Brushed Motor에 관한 글 이었습니다.

P.S:윗글에 중요하다는 개념이 왜 중요한지 말씀드리면 Brushed모터와 발전기는 그 구조가 거의 흡사합니다. 다시 말하면 Brush에 전원을 인가하면 Coil이 회전 운동을 하고 반대로 Coil을 돌리면 Coil내부에 유도 전류가 발생합니다. 일반적으로 거의 모든 Motor는 작동을 시키면 역기전력을 발생시키지만 매우 미미합니다. 이때 발생되는 기전력은 플레밍의 오른손 법칙에 따라 방향이 결정되어 그 방향은 모터에 인가된 전류방향과 정반대방향임을 확인 할 수 있습니다.

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