소형 DC 모터에 대해 내가 몰랐던 작은 것들

우리 모두는 작은 장난감을 분해하고 작은 캔 모터 중 하나를 꺼냈습니다. "이거면! 뭐든지 할 수 있어!" 우리는 그것을 높이 들고 선포합니다. 10분 후, 몇 번 돌리고 나면 서랍 속으로 들어가 다시는 볼 수 없게 됩니다.

항상 그것들이 모든 것에 있는 것처럼 보이지만 프로젝트에서 유용하게 작동하도록 하는 것은 어리석은 일입니다. 도대체 무엇을 위한 것일까요? 사람들은 자신이 기능하도록 만드는 데 필요한 흑마법을 어디서 배우나요? 사양 시트를 꺼내는 것은 쉽습니다. 대부분은 일본 Mabuchi Motor Corporation에서 제작했거나 모터를 모방하여 제작되었습니다. 그 회사만 해도 연간 15억 개가 넘는 소형 모터를 생산하고 있습니다.

사양에는 주행 속도, 전압, 실속 전류, 실속 토크 등이 표시됩니다. 그러나 이는 설득력 있는 애플리케이션 가이드나 엔지니어가 사용하기 전에 설정해야 하는 기본 가정 세트 이외의 것을 제공합니다. 이것은 결코 완전한 목록이 아니며, 불합리하게 잘 문서화되어 있는 DC 모터의 측면과 마찬가지로 전기 장치를 거의 완전히 건너뛰었습니다.

가장 먼저 주목해야 할 점은 실제로 아무것도 직접 구동할 의도가 없다는 것입니다. 이는 기어트레인에 의해 실제 주행과 격리되도록 되어 있습니다. 여기에는 여러 가지 이유가 있습니다. 첫 번째는 일반적으로 매우 빠르게 회전한다는 것입니다. 6,000~15,000rpm은 가장 작은 모터에서도 일반적이지 않습니다. 따라서 데이터시트에 3와트 모터처럼 인상적인 내용이 나와 있더라도 이는 사실이 아닙니다. 오히려 분당 모터 15,000회전당 3N*m/s입니다. 또는 회전당 1.2밀리와트에 불과합니다. 이는 제가 시연을 위해 사용하는 이상한 종류의 장치이지만 사용할 수 있는 "우퍼"가 많지 않다는 느낌을 줍니다. 그러나 기어트레인을 사용하여 많은 회전을 결합하기 시작하면 마찰 손실에도 불구하고 실제 동력을 얻을 수 있습니다.

제가 생각하기에 이 규칙을 정기적으로 어기는 유일한 소비재는 어쨌든 오래 지속되도록 설계되지 않은 매우 값싼 어린이 장난감과 전동 지우개 및 커피 교반기입니다. 이 두 가지 모두 토크 요구 사항은 낮고 속도 요구 사항은 높거나 모터가 소진되는 것이 (적어도 단기적으로는) 세계에 실질적인 손실이 아니라는 점을 당연하게 여깁니다.

이는 모터가 거의 즉시 성능을 저하하기 때문입니다. 이러한 모터의 대부분은 점용접되거나 서로 강제로 결합된 일부 실리콘 강판을 감싼 수백 개의 매우 얇은 에나멜 와이어 루프입니다. 이는 몇 밀리초의 작은 열 이벤트라도 코일을 서로 절연하는 10마이크로미터 두께의 코팅을 태울 수 있다는 것을 의미합니다. 실제로 말하면, 작은 모터를 연속으로 몇 번 멈춘다면 모터를 버리는 것이 나을 것입니다. 더 이상 실제 성능 등급이 무엇인지 추측할 수 없기 때문입니다. 마찬가지로 지속적으로 어려운 시동, 과전압, 과전류 및 기타 남용으로 인해 모터가 빠르게 손상될 수 있습니다. 모터가 생성하는 에너지는 많은 회전에 걸쳐 분산되도록 설계되었기 때문에 모터는 한 번의 극적인 추진으로 모든 에너지를 생성하도록 설계되지 않았습니다(합리적으로 제작할 수도 없음).

이것은 이 작은 모터에 대한 또 다른 작은 메모를 제공합니다. 그들 대부분은 더 강력한 모터에서 기대할 수 있는 카본 브러시를 갖고 있지 않습니다. 대부분 그들은 몇 개의 손가락이 정류자를 누르도록 찍힌 구리 조각을 가지고 있습니다. 이러한 금속 접점에는 많은 장점이 있고 비용 절감이 전부는 아니지만 Ragnar Holm의 "전기 접점"을 읽고 실제로 이해하지 않는 한 설명하기가 어렵습니다. 온갖 종류의 마법이 있어요. 예를 들어, 정류자 표면에 올바른 종류의 산화막을 형성하는 것 자체가 전쟁입니다.

이상한 거래입니다. 우선 금속 접점을 사용하면 모터 가격을 더 저렴하게 만들 수 있습니다. 또한 금속 접점은 탄소 또는 흑연 브러시보다 마찰이 훨씬 낮습니다. 더 조용하고 더 적은 전류를 전송하므로 나쁜 것처럼 보일 수 있지만, 픽시 주위에 픽시를 전송하는 머리카락 같은 가닥이 있는 정지된 모터가 있는 경우 마지막으로 하고 싶은 일은 가능한 많은 전류를 전송하는 것입니다. 그들을 통해. 그러나 종이처럼 얇은 구리판도 그리 오래 지속되지는 않습니다.