BLDC vs PMSM 모터 차이 및 비교 분석

 

 

BLDC 모터와 PMSM 모터 차이 비교

 

안녕하세요,

 

BLDC (Brushless DC Motor) 모터와 PMSM 모터 (Permanent Magnet Synchronous Motor)의 차이점을 소개하고 두 모터를 비교해보고자 합니다.

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BLDC 모터 (Brushless DC Motor)

BLDC 모터의 구성에 따르면 영구 자석은 회전자라 불리는 모터의 회전 부분과 스테이터라 불리는 코일 권선으로 만들어진 모터의 고정 부분으로 구성되어 있습니다. 그리고 보통의 경우 자기센서의 일종인 홀센서가 내장되어있습니다.

 

BLDC 모터 기본 구조

 

BLDC 모터는 도체에 전류를 흘리면 자기장이 발생하는 로렌츠 원리를 활용합니다. 전류가 흐르는 도체가 스테이터의 코일(와인딩)이므로 PM Rotor(영구자석 로터)가 힘을 받아 회전을 시작합니다. 스테이터의 와인딩은 사다리꼴 형태의 DC 전류로 모터를 구동하게 됩니다. 

따라서 모터는 사다리꼴 모양의 Back EMF(=BEMF)를 생성하고 이에 따라 반발 토크(Torque Repulsion)가 생성됩니다. BLDC 모터는 이 토크 반발에 의해 토크 감소와 효율에 악영향을 받습니다. 또한 BLDC 모터는 Brush DC 모터의 업그레이드 버전으로 브러쉬 DC모터에 비해 고속회전이 가능하며 효율이 더 좋습니다.

 

PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor, 영구자석 동기모터)

PMSM 모터의 구성은 BLDC 모터와 똑같습니다. 그리고 PMSM의 작동 원리는 동기 모터와 동일하며, 스테이터 권선에 회전 자기장이 생성되고 EMF가 생성된 로터가 이 힘에 영향을 받아 동기화된 속도로 회전하기 시작합니다.

차이점은 스테이터 위에 감겨진 코일이 정현파 방식으로 감겼다는 것입니다. (BLDCM은 사다리꼴). 따라서 모터를 작동시키기 위해 AC 전류가 필요합니다. 따라서 모터는 사인파 Back EMF를 생성하고 낮은 토크 반발력을 생성합니다.

 

낮은 토크 반발력으로 인해 PMSM은 BLDCM에 비해 높은 효율과 낮은 노이즈로 더 높고 부드러운 토크를 가지게 됩니다. 또한 PMSM은 출력이 높아 모터 크기를 줄이는 데 도움이 됩니다.

 

이러한 점에서 PMSM이 BLDC 모터보다 성능 면에서 우수하고 전기차에서 활용하기 더 좋습니다.

 

 

Operation	BLDC Motor	PMSM
전류 형태 (Current Required)	DC	AC
Back EMF 파형	Trapezoidal (사다리꼴)	Sinusoidal (사인파)
Phase Current	사각파	사인파
토크 리플 (Torque Ripple)	보통	낮음
성능 (Performance)	보통	좋음
비용 (Cost)	쌈	비쌈
토크와 효율 (Torque and Efficiency)	낮음	높음
노이즈 (Noise)	낮음	낮음
에너지 효율 (Efficiency)	85% ~ 90%	92% ~ 97%

 

 

Reference

• www.cselectricalandelelectronics.com  
• https://www.devicemart.co.kr/goods_process/get_html_to_string?url=/data/category/category_tech/001500010003/001500010003.html 

BLDC MOTOR

 

이상으로 두 모터에 대해 비교해봤습니다.

 

BLDC 모터의 원리에 대해 더 이해하고자 하시는 분은 위 Reference 링크를 참조하세요. 잘 정리되어 있습니다.

 

스텝모터 vs DC모터 vs BLDC 모터 비교를 원하시는 분은 아래 글을 읽어보세요~

https://johnnyjay.tistory.com/78

스텝모터 vs DC모터 vs BLDC 모터 장단점 비교