전통적인 브러시 DC 타코 제너레이터에서, 브러시와 정류자 사이의 기계적 접촉은 몇 가지 고유한 단점을 야기합니다.
첫째, 이 두 구성 요소 간의 마찰과 마모는 기계적 토크 손실을 증가시켜, 시동 또는 저속에서 더 높은 스틱션 토크 (정적 마찰)를 발생시킵니다. 이는 모터의 저속 응답성과 부드러움에 직접적인 영향을 미칩니다.
둘째, 브러시-정류자 인터페이스를 가로지르는 전압 강하는 낮은 출력 속도에서 데드 존을 생성하여, 생성된 전압이 회전 속도의 작은 변화를 정확하게 반영할 수 없게 합니다. 또한, 정류 과정에서 브러시와 정류자 세그먼트 간의 간헐적이거나 불량한 접촉은 아크, 스파크 및 전기적 단절을 유발하여 무선 주파수 노이즈, 전자기 간섭(EMI), 고주파 리플 및 불안정한 출력 전압을 생성합니다.
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문헌에서 언급된 바와 같이, “정류자의 스위칭 동작은 일반적으로 약간의 아크를 유발하여 전기적 노이즈를 발생시킵니다.” (GD-OTS, 브러시 타입 DC 모터 핸드북)
브러시-정류자 접촉의 기계적 특성은 가혹한 작동 환경에서의 신뢰성도 제한합니다. 먼지, 진동, 높은 회전 속도 또는 낮은 습도와 같은 조건에서는 과도한 마모, 탄소 잔류물 축적 및 접촉 불량과 같은 문제가 자주 발생합니다 (Automate.org, 브러시 DC 모터 튜토리얼).
이러한 단점을 고려할 때, 브러시에서 브러시리스 DC 타코 제너레이터 디자인으로 전환하는 것은 성능과 신뢰성을 향상시키는 핵심 방향이 되었습니다. 브러시리스 DC 타코 제너레이터는 브러시와 정류자 사이의 기계적 접촉을 제거하여 마찰 손실, 접촉 전압 강하 및 EMI 소스를 제거합니다. 이러한 구조적 변화는 측정 정밀도, 안정성 및 작동 수명을 획기적으로 향상시킵니다.
현대 전자 제어 및 홀 센서 기술의 발달로, 전통적인 브러시 모델과 동일한 외부 특성—예: 전압-속도 선형성, 하우징 크기 및 장착 인터페이스—를 유지하는 브러시리스 타코 제너레이터를 설계하는 것이 가능해졌습니다 (Wikipedia, 브러시리스 DC 전기 모터)
따라서, 극한 환경—예: 저속, 고속 또는 먼지가 많고 진동이 심한 조건—에서 작동하는 DC 타코 제너레이터의 경우, 브러시리스 기술로의 전환은 단순한 기술적 업그레이드가 아니라 신뢰성, 유지 보수 비용 절감 및 신호 안정성의 상당한 개선입니다.
