대형 가전제품이 수명을 다하면 주인들은 흔히 새 제품으로 교체하며 버리는 경우가 많습니다. 하지만 DIY 애호가들은 작동하는 모터를 떼어내지 않고는 오래된 가전제품을 버리기를 꺼립니다. 세탁기 모터를 재활용하여 다양한 자작 기기에 활용하면 상당한 비용을 절감할 수 있습니다.
세탁기 모터를 사용하면 공구, 칼, 각종 기계, 원형톱, 사료 절단기, 콘크리트 믹서 및 기타 여러 장치와 자작 기기를 연마할 수 있는 연마기를 만들 수 있습니다.
모터를 연결하기 전에 모터의 종류와 기능을 알아야 합니다. 이를 통해 모터를 가정용 전기 네트워크에 어떻게 연결해야 하는지 결정할 수 있습니다.
이 글을 읽고 나면 세탁기 모터의 종류, 220볼트 전원에 연결하는 방법, 그리고 모터가 비동기식, 정류식, 인버터식인지 여부를 알 수 있습니다. 그리고 가장 중요한 것은 직접 연결하는 방법을 배우게 된다는 것입니다.
기존 전기 모터 유형
현대식 세탁기는 일반적으로 속도를 조절하는 타코제너레이터가 장착된 단상 전기 모터를 사용합니다. 소련 시대의 전기 모터는 이제 드물게 사용되며, 2단 속도 모드가 특징입니다. 현대식 세탁기에 설치되는 모터는 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
- 비동기식;
- 수집기;
- 인버터.
비동기
이러한 유형의 모터에서는 회전자 속도가 고정자 권선의 자기장 속도와 다릅니다. 이는 가장 일반적인 전기 모터 유형입니다. 세탁기는 단상 가정용 전력망에서 전력을 공급받는 비동기 콘덴서 모터를 사용합니다.
고정자는 두 개의 권선을 가지고 있는데, 하나는 회로망에 직접 연결되고, 다른 하나는 시동 커패시터에 연결되어 시동 회전 자기장을 형성합니다.
비동기 모터의 장점은 간단한 설계와 낮은 유지보수 비용입니다. 적절한 유지보수를 통해 내마모성이 뛰어난 이 전기 모터는 수십 년 동안 사용할 수 있습니다.
에게 비동기 모터의 단점 주전원 전류 주파수 변동에 민감하고 작동 중 축 회전 속도를 변경할 수 없다는 점에 유의해야 하지만, 이러한 단점에도 불구하고 다양한 자작 장치에 활용되고 있습니다.
수집기
오늘날 많은 세탁기에는 정류자 모터가 장착되어 있습니다. 정류자 모터의 특징은 두 개의 브러시가 있다는 점입니다. 이 브러시는 회전자의 정류자에 부착되어 전기 에너지를 공급하고, 이로 인해 회전자가 고정자 권선의 자기장 내에서 회전하게 됩니다. 정류자 동력 장치는 벨트 구동 방식을 사용합니다.
이러한 모터의 장점으로는 모터 축에 풀리가 있어 DIY 사용자들이 벨트 구동 장치를 쉽게 제작할 수 있다는 점과 직류 전류로 작동할 수 있다는 점이 있습니다. 또한, 이러한 모터는 일반적으로 크기가 작고 간단한 회로로 제어됩니다.
단점은 다음과 같이 간주될 수 있습니다. 벨트 마모가 빠르고 브러시가 예상치 못한 순간에 고장나는 경향이 있다는 점은 단점이지만, 이러한 단점들은 장점에 비하면 사소한 문제로 볼 수 있습니다.
인버터
LG는 2005년 세탁기에 최초로 인버터 모터를 탑재했습니다. 이후 인버터 모터는 주요 제조업체들의 가정용 세탁기에 널리 사용되기 시작했습니다. 기존 모터와 달리 인버터 모터는 세탁기 드럼에 직접 장착되며 벨트 구동이나 베어링이 필요하지 않습니다.
직접 구동 인버터의 장점으로는 간단한 설계, 컴팩트한 크기, 다양한 작동 모드 설정 기능, 저소음, 그리고 벨트 구동으로 인한 마찰 부하가 없어 높은 효율을 들 수 있습니다.
단점으로는 전기 모터가 고장 났을 때 수리가 어렵다는 점입니다. 수리 비용이 모터 자체 가격을 초과할 수도 있습니다. 또 다른 단점은 인버터의 설계 특성상 다양한 자작 기계나 기계 장치에 활용하기 어렵다는 것입니다.
세탁기의 전기 모터를 220볼트 전원에 연결하는 방법
세탁기 모터 연결을 계획하기 전에 먼저 모터의 종류를 확인해야 합니다. 그런 다음 전선이 모터의 어느 부분에 연결되는지 알아내야 합니다. 단자대가 제자리에 있다면 멀티미터로 접점을 테스트하여 쉽게 확인할 수 있습니다.
어떻게 보이는지 식기세척기를 하수도 및 상수도에 연결하세요.
새로운 장치에서 전기 모터의 성능을 최대한 활용하려면 220볼트 전원 공급 연결도를 올바르게 설계하는 것이 중요합니다. 모터가 정속 회전축 구동에 필요한 경우 콘덴서는 필요하지 않습니다. 그렇지 않은 경우에는 속도 제어기가 제대로 작동하도록 복잡한 전원 공급 연결을 유지해야 합니다. 아래에서는 세탁기에서 분리한 비동기 모터, 정류자 모터, 인버터 모터의 연결 방법에 대해 설명합니다.
비동기 모터 연결하기
구소련 시대의 세탁기는 세탁조에 비동기식 전기 모터가 설치되어 있었고, 세탁물을 탈수하는 원심분리기는 정류자 모터로 구동되었습니다. 만약 동력 장치가 그러한 세탁기에서 분리된 것이 확실하다면, 각각 어떤 유형인지 쉽게 알 수 있습니다.
비동기 모터는 두 개의 권선을 가지고 있는데, 하나는 모터를 시동하는 권선이고 다른 하나는 모터 스핀들의 회전을 유지하는 권선입니다. 이 권선들의 단자는 트랜스퍼 케이스에 있습니다. 어떤 단자 쌍이 어떤 권선에 해당하는지 확인하려면 테스터(멀티미터)를 사용하십시오. 먼저 모든 전선을 하나씩 테스트하십시오.
그 결과, 두 권선의 단자 쌍이 각각 식별됩니다. 한 쌍의 단자 중 저항값이 더 높은 것은 기동 권선에 해당하고, 저항값이 더 낮은 것은 보조 작동 권선에 해당합니다.
모터를 작동시키려면 작동 권선을 연결하기만 하면 됩니다. 하지만 모터를 즉시 시동하는 데 문제가 발생합니다. 매번 스핀들을 수동으로 돌려야 하는데, 특히 모터 축에 무거운 하중이 가해질 때는 안전하지 않고 매우 번거롭습니다.
따라서 기동 권선과 커패시터를 사용해야 합니다. 비동기 전동기의 연결 방법을 설명하기 위해 아래에 일반적인 회로도를 제시했습니다. 여기서 ОВ는 여자(작동) 권선, ПО는 기동 권선, SB는 접촉기입니다(접촉기 대신 2~4μF의 소형 무극성 커패시터를 사용할 수 있습니다).
모터와 함께 분리된 기존 콘덴서를 재사용할 수 있습니다. 해당 콘덴서를 소프트웨어 단자 중 하나에 연결하십시오. 아래 사진은 모터의 작동 테스트를 위해 미리 연결한 모습입니다.
모터를 처음 시동할 때는 시동 권선을 연결하지 않고 전원을 켜보십시오. 모터가 스핀들을 회전시키고 부하가 가벼우면 시동 장치 없이도 작동할 수 있습니다. 그렇지 않으면 회로 내 소프트웨어가 필수적입니다.
오래된 세탁기의 모터는 그 자체로 오래된 동력 장치이기 때문에 초기 시동 시 과열될 수 있습니다. 이는 베어링 마모나 과도하게 큰 콘덴서 때문일 수 있습니다.
이는 쉽게 확인할 수 있습니다. 콘덴서를 분리한 상태로 작동시켜도 모터가 과열되지 않으면 용량이 더 작은 콘덴서로 교체해야 합니다. 마모된 베어링이 원인이라면, 베어링을 교체할지 수리할지 결정해야 합니다.
콘덴서는 필요 없습니다. 대신, 래칭 기능이 없는 접촉기를 소프트웨어 단자 중 하나에 연결하십시오. 이 용도로는 간단한 초인종 버튼이 가장 많이 사용됩니다.
시동 시에는 스핀들이 회전하기 시작할 때까지 버튼을 누르고 있습니다. 스핀들이 회전하기 시작하면 버튼에서 손을 떼면 소프트웨어가 비활성화됩니다. 로터의 회전 방향을 변경해야 하는 경우, 시동 권선 단자를 반대로 연결합니다. 아래 그림은 비동기 모터의 회전 방향을 반대로 연결하는 방법을 보여줍니다.
예를 들어 시동 권선을 사용하지 않는 경우, 손으로 로터를 밀어서 회전 방향을 바꿀 수 있습니다.
브러시 모터 연결 방법
이 모터들은 상단 투입식 세탁기에 설치되었습니다. 정류자 모터는 강제 시동이 필요하지 않으므로 시동 권선이 없습니다.
모터의 단자함을 보면 해당 모터가 이 유형에 속하는지 알 수 있습니다. 일반적으로 단자함에는 5~8개의 단자가 있습니다. 이 단자들은 대부분 세척 모드를 제어하는 데 사용되며 나중에는 필요하지 않습니다. 정류자 모터에는 브러시도 있으며, 브러시 장착 구멍은 모터 하우징에 보입니다.
모터를 분해해 보면 강철 프레임으로 이루어진 권선이 감긴 전기자(회전자)를 볼 수 있는데, 이 프레임들의 양 끝이 연결되어 정류자 링을 형성합니다. 정류자는 전기가 흐르는 흑연 브러시와 접촉하여 권선을 여자시킵니다. 고정자의 전자기장은 전기자에 기전력(EMF)을 발생시켜 회전하게 합니다.
집전식 전동기의 구조를 이해하려면 집전식 전동기의 모든 부품 배치에 대한 표준 도면을 살펴볼 필요가 있습니다.
이러한 유형의 엔진은 다음과 같은 방식으로 연결됩니다.
- 고정자 권선 단자 중 하나를 찾아 전기 네트워크의 상선에 직접 연결해야 합니다.
- 고정자 권선의 두 번째 단자는 회전자 브러시 중 하나에 연결됩니다.
- 동시에 다른 브러시는 전력망의 중성선에 연결됩니다.
- 정확한 온/오프 작동을 위해 가정용 전등 스위치를 1번 또는 2번 분기 회로에 납땜합니다(아래 그림 참조).
전동기 스핀들의 회전 방향을 바꾸려면 브러시의 연결 지점을 바꾸기만 하면 됩니다.
이를 위해 통과 스위치 하나만 있는 간단한 회로를 구성할 수 있습니다. 모터가 갑자기 시동될 때 덜컥거리는 현상이 발생하므로 모터 하우징을 테이블, 작업대 또는 기타 표면에 단단히 고정해야 합니다. 이를 위해 모터 하우징 주조물의 장착 구멍을 이용하십시오.
DIY 애호가들은 종종 프로젝트에 스핀들 속도 제어기가 있는 모터를 설치합니다. 속도를 제어하기 위해 콘센트와 정류자 브러시 중 하나 사이에 조광기를 납땜합니다. 이는 일반 가정용 조명 조광기를 사용하면 됩니다. 조광기는 전기 모터보다 약간 더 큰 용량이어야 합니다.
오래된 세탁기의 집진 모터를 작동시키기 전에 분해하여 두 개의 로터 지지 베어링 상태를 점검하고, 마모된 브러시를 교체하고, 집진기의 구리 표면을 고운 사포로 청소해야 합니다.
인버터 모터 연결하기
이러한 유형의 엔진은 차세대 전기 모터입니다. 따라서 동력 장치는 크게 마모되지 않으며, 모든 구성 요소는 향후 사용에 전혀 문제가 없습니다.
벨트 구동 방식을 사용하는 비동기 모터 및 정류자 모터와 달리, 직접 구동 인버터 모터는 벨트가 필요하지 않습니다. 세탁기 드럼 축에 직접 장착되므로 V벨트, 롤러, 풀리와 같은 동력 전달 요소가 필요 없습니다.
인버터에서는 드럼, 베어링, 로터가 공통 축에 장착되어 모터 부품 간의 마찰이 필요 없습니다. 인버터의 특징 중 하나는 전자기 유도를 이용하여 교류를 직류로 변환한다는 점입니다.
인버터 모터는 크게 두 부분으로 구성됩니다. 하나는 세탁기 드럼에 직접 부착되는 고정자이고, 다른 하나는 회전 디스크입니다. 회전 디스크에는 고정자 가장자리를 따라 36개의 코일이 있으며, 세탁기 제어 장치로 연결되는 전선 커넥터도 있습니다.
움직이는 플라이휠 디스크가 장착되어 있습니다. 플라이휠 하우징 내부에는 12개의 자석이 접착되어 있습니다. 플라이휠의 플라스틱 삽입부는 드럼 샤프트에 끼워집니다. 사진에는 작동 중 모터의 효과적인 환기 및 냉각을 제공하는 플랜지가 있는 천공 구멍이 보입니다.
인버터의 작동 원리는 코일에 움직이는 전자기장이 발생하고, 이 전자기장이 자석을 통해 기전력을 발생시켜 회전자와 드럼이 함께 회전하게 하는 것입니다.
인버터 모터는 자격을 갖춘 전문가 또는 전자 제품에 대한 폭넓은 지식을 가진 일반 사용자만이 올바르게 연결해야 합니다. 이러한 유형의 모터는 버터 분리기, 콘크리트 믹서 또는 잔디 깎는 기계 등에 사용될 수 있습니다.
인버터를 처음 켜고 작동시키는 방법, 그리고 인버터의 역회전 및 회전수를 조절하는 방법을 알아보려면 아래 링크를 통해 해당 영상을 시청하시기 바랍니다.
