로봇 잔디 깎는 기계 프로토타입, 뒷마당 정원을 위한 태양열 급수기, 작은 경사로를 오르는 데 필요한 애완동물을 위한 이동 보조 장치 등 소규모 프로젝트를 수행한 적이 있다면 아마도 "여기에는 어떤 종류의 모터가 필요한가?"라고 자문했을 것입니다. 특히 물이 튀거나 실외에 설치될 수 있는 프로젝트에서 계속해서 제기되는 질문 중 하나는 기어가 있는 6V DC 모터가 습한 환경을 처리할 수 있는지 여부입니다. 저는 7년 넘게 DC 기어 모터 사업에 종사해 온 공급업체로서 이 질문에 수백 번 대답했습니다. 일부 답변은 간단하지만 일부 답변은 엔지니어링 기본 사항, 제품 설계 및 실제 사용 사례의 혼합에 따라 달라집니다. 추측할 필요가 없도록 이것을 분석해 보겠습니다.
먼저 기본 사항부터 시작해 보겠습니다. 모터의 방수 기능은 무엇이며 "습한 환경"은 실제로 무엇을 의미합니까? 많은 사람들이 정원 울타리에 내리는 가벼운 비부터 작은 물에 완전히 담그는 것까지 모든 것을 다루기 위해 "습한 환경"을 사용하는데, 이는 큰 실수입니다. 한 유형의 습기를 처리할 수 있는 모터는 다른 유형의 습기를 부식하거나 완전히 작동을 멈출 수 있습니다. 기어가 있는 6V DC 모터의 핵심 구성 요소는 DC 모터 자체(토크를 생성하는 부품), 기어박스(속도를 줄이고 토크를 높이는 기어 세트) 및 이를 모두 고정하는 하우징입니다. 하우징에 틈새, 밀봉 또는 통풍구가 있으면 물이 들어갈 수 있고 문제가 시작되는 곳입니다.
왜 물이 모터에 나쁜지 이야기해 봅시다. DC 모터에는 내부에 구리 권선이 있으며 전기를 전도하기 위해 단단히 감겨 있습니다. 물이 하우징을 통해 스며들어 권선에 닿으면 단락이 발생할 수 있습니다. 기어박스의 핵심 요소인 구리 및 강철 기어는 지속적인 습기에 노출되면 녹슬게 됩니다. 더 나쁜 것은 기어가 물과 오물(예: 정원 흙이나 젖어 있는 도로 먼지)과 섞이면 기어가 막혀 모터가 소진될 수 있다는 것입니다. 그렇다고 기어가 있는 모든 6V DC 모터가 동일하다는 것은 아닙니다. 일부는 가벼운 습기용으로 제작되고 다른 일부는 심한 노출용으로 제작되었습니다.
이제 우리가 공급하는 제품에 대해 구체적으로 살펴보겠습니다. 기어가 포함된 6V DC 모터의 표준 라인은 일반적인 실내 및 가벼운 실외 사용을 위해 설계되었습니다. 즉, 정원 호스나 가벼운 비에서 우발적으로 튀는 것을 처리할 수 있지만 완전 침수 등급은 아닙니다. 어떻게 그걸 가능하게 만들 수 있나요? 우리는 모터와 기어박스 모두에 폐쇄형 성형 플라스틱 하우징을 사용하고 출력 샤프트 주위에 작은 고무 씰을 사용하여 대부분의 습기를 차단합니다. 우리는 또한 약간의 물 노출을 방지하는 얇은 절연층으로 구리 권선을 코팅합니다. 나는 이 모터가 작은 새 목욕 분수에서 3년 동안 계속 작동하는 것을 보았습니다. 조류가 쌓이는 것을 방지하기 위해 한 달에 한 번만 빠르게 닦아내면 됩니다. 이것이 바로 이러한 용도로 만들어진 사용 사례입니다.
하지만 습한 환경이 더 강하다면 어떨까요? 자동차 외부를 세척하는 로봇이나 작은 실외 관개 시스템을 통해 물을 이동시키는 펌프를 만들고 있는데 부분적으로 물에 잠겨야 한다고 가정해 보겠습니다. 우리의 표준 6V 모델은 거기까지 버틸 수 없습니다. 완전히 물에 잠기면 샤프트 씰을 지나 물이 밀어낼 수 있습니다. 심지어 좋은 제품이라도 마찬가지입니다. 그러한 경우에는 보다 견고한 씰을 갖춘 모터를 찾거나 애플리케이션이 허용하는 경우 더 높은 전압으로 강화하는 것을 고려할 수 있습니다. 잠깐, 기어박스가 있는 12V DC 모터는 어떻습니까?라고 생각할 수도 있습니다. 우리는 그것도 공급하고 있으며 많은 고객이 소형 보트의 빌지 펌프와 같이 약간 더 무겁고 습한 환경에 사용합니다. 그러나 여기서 전압만이 유일한 요소는 아닙니다. 크기와 씰 디자인이 더 중요합니다. 예를 들어, 우리가 제공하는 기어박스 라인이 있는 소형 DC 모터는 훨씬 더 콤팩트합니다. 즉, 가벼운 습기에 대해서는 더 작은 간격과 더 나은 밀봉을 의미하지만 완전히 잠기는 경우에는 그렇지 않습니다.
나는 더 습한 조건을 처리하기 위해 6V DC 모터를 개조하려는 취미생활자 및 중소기업 소유자로부터 많은 전화를 받습니다. 일부는 모터 전체를 실리콘으로 감싸거나 물이 들어가지 않도록 주위에 비닐봉지를 추가합니다. 단기, 저부하 프로젝트에서 해당 작업이 작동하는 것을 보았지만 장기적인 솔루션은 아닙니다. 실리콘은 햇빛에 노출되면 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있으며, 비닐봉지는 습기를 가두어 하우징 내부에 직접 물만큼 나쁜 결로 현상이 발생하게 됩니다. 작년에 한 고객이 뒷마당 연못 펌프용으로 실리콘으로 포장한 모터를 가져왔습니다. 6개월 후에 응결로 인해 기어가 녹슬었고 모터가 회전하지 않았습니다. 개조하면 도움이 될 수 있지만 습식용으로 설계된 모터에 내장된 보호 기능과는 결코 일치하지 않습니다.
고려해야 할 또 다른 사항은 젖은 상태에서 기어가 있는 6V DC 모터를 사용할 때의 부하입니다. 이러한 모터는 설계상 토크가 낮습니다. 대부분의 모델은 50~200RPM으로 작동하므로 소규모 프로젝트에 적합합니다. 그러나 젖은 상태에서 모터를 최대 부하로 작동시키면 열이 발생합니다. 시간이 지남에 따라 열로 인해 씰이 파손되어 더 많은 습기가 유입될 수 있습니다. 고객이 6V 모터를 사용하여 작은 게이트 오프너에 전원을 공급하는 것을 본 적이 있는데 냉각되지 않고 너무 자주 작동하는 경우가 있습니다. 1년 후, 기어박스의 씰이 닳아 비가 내렸습니다. 프로젝트가 습한 환경에서 지속적으로 실행될 예정이라면 씰 등급이 다른 낮은 rpm 기어 모터를 찾는 것이 좋습니다. 이러한 모터는 열악한 환경에서 보다 일관되고 고부하 사용을 위해 제작되었습니다.
실제 사례에 대해 이야기해 보겠습니다. 그것이 가장 중요하기 때문입니다. 작년에 우리는 소형 태양광 유리창 청소기를 만드는 회사에 모터를 공급했습니다. 그들의 장치는 창문 트랙에 매달려 있어 비, 스프링클러의 물보라, 심지어 누군가가 창문을 청소할 때 가끔 호스 물이 튀는 경우에도 노출됩니다. 그들은 세 가지 다른 모터를 먼저 테스트한 후 기어가 있는 6V DC 모터를 선택했습니다. 왜냐하면 이 모터는 컴팩트한 디자인에 맞을 만큼 작았고 녹이나 단락 없이 12개월 동안 매일 사용할 수 있었기 때문입니다. 작은 물 위에 떠 있는 정원 조명을 제작하는 또 다른 고객은 당사의 표준 6V 모터를 한 달 동안 사용해 본 후 장치가 완전히 물에 잠겼다는 사실을 깨닫고 동일한 모델의 방수 변형으로 전환했습니다. 방수 모델은 샤프트와 에폭시로 밀봉된 권선에 이중 고무 씰이 있으며 연못에서 2년 동안 지속되며 문제가 없습니다.
따라서 원래 질문에 답해 보겠습니다. 기어가 있는 6V DC 모터를 습한 환경에서 사용할 수 있습니까? 짧은 대답은 '예'입니다. 습한 환경이 가벼운 경우: 우발적으로 물이 튀거나 가벼운 비가 오거나 가끔 습한 환경에 노출되는 경우입니다. 더 긴 대답은 '아니오'입니다. 특수 방수 제품이 없는 한 환경에 완전히 침수되거나 폭우가 내리거나 높은 수준의 습기에 지속적으로 노출되는 경우입니다. 여기서 핵심은 전압이나 기어비뿐만 아니라 모터를 특정 사용 사례에 맞추는 것입니다.
이것을 고려하는 모든 사람에게 제가 추천하는 내용은 다음과 같습니다. 먼저 환경이 얼마나 습할 것인지 정확하게 정의하십시오. 모터가 가끔 튀는 경우가 있나요? 아니면 몇 시간 동안 물속에 앉아 있을 것인가? 그런 다음 모터의 설계 특징을 살펴보십시오. 씰, 권선 코팅, 하우징 재질 및 기어 유형은 모두 전압보다 중요합니다. 선택하는 데 도움이 필요하면 주저하지 말고 연락하세요. 우리는 로봇을 만드는 취미자이든 신제품을 출시하는 소규모 기업이든 관계없이 수백 명의 고객이 자신의 프로젝트에 적합한 모터를 선택할 수 있도록 도와왔습니다.
가벼운 실외 사용이나 젖은 상태에서 사용하기에 적합한 모터를 찾고 있다면 기어가 포함된 6V DC 모터를 시작하는 것이 좋습니다. 또한 우리는 약간 더 높은 부하 응용 분야를 위한 기어박스가 있는 12V DC 모터, 소형 프로젝트를 위한 기어박스가 있는 소형 DC 모터, 토크가 많은 소규모 작업을 위한 낮은 rpm 기어 모터를 포함하여 다양한 요구 사항에 맞는 다양한 DC 기어 모터를 보유하고 있습니다. 우리는 실제 조건에서 이러한 모든 것을 테스트했으며 우리 팀은 귀하의 프로젝트에 적합한 것을 찾는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
결국 사람들이 저지르는 가장 큰 실수는 모든 모터가 동일하다고 가정하는 것입니다. 기어가 있는 6V DC 모터는 가끔 습기가 발생하는 소규모 저부하 프로젝트에 적합하지만 산업용 등급 방수 모터는 아닙니다. 귀하의 환경과 부하를 파악하고 그에 따라 선택하십시오. 귀하의 습한 환경 프로젝트에 어떤 모터가 적합한지에 대해 궁금한 점이 있으면 당사 팀이 도와드리겠습니다. 귀하의 요구 사항에 대해 논의하고 귀하의 응용 분야에 이상적인 솔루션을 찾으려면 당사에 문의하십시오.
참고자료
- 모터 방수 기본 사항: 씰 및 부품 보호 이해, 부품 및 패키징 기술에 대한 IEEE 거래, Vol. 2005년 3월 28일
- 습하고 습한 환경에서의 DC 기어 모터 성능, 국립 표준 기술 연구소(NIST) 기술 노트 1967, 2017
- 소형 DC 모터 부품의 내식성, 전자재료학회지, Vol. 2013년 7월 42일
- 실외 모터 적용 지침, 국제전기기술위원회(IEC) 표준 60034-5, 2020
