관련 통계자료 다운로드 모터의 종류와 특성 ◆모터 어떤게 있나
용도와 특성에 따라 크기는 물론 구동방식 등 특성도 다양하다. 선풍기와 에어컨의 구동방식이 다른 만큼 적용되는 모터도 다르다. 크기 또한 몇 층짜리 집채만한 발전기, 선박용 모터가 있는가 하면 크기 4㎜의 진동모터가 있을 만큼 다양하다.
◇모터의 종류와 특성=우선 사용하는 전원에 따라 교류(AC)모터와 직류(DC)모터로 나뉜다. AC모터는 수명이 길고 힘이 세다. 선풍기 등 가전에 적합하나 지정한 위치만큼만 움직여야 하는 전자제품에는 사용할 수 없다. DC모터는 이와 반대로 제어가 쉬운 반면 브러시 마찰이 있어 수명이 짧다.
운동방식과 형태에 따라 스테핑모터, 브러시 없는 직류(BLDC)모터, 리니어모터, 기어드모터, 진동모터, 초음파모터가 있다. 요즘 사용빈도가 줄어든 인덕션모터도 있다. 스테핑모터는 한 번 회전할 때 정확한 각도만큼만 회전해 CD롬 등에서 정확한 파일의 위치를 찾을 때 요긴한 모터다. 리니어모터는 코일과 자석을 직선으로 배치해 회전운동을 직선운동으로 바꿔 효율을 최대한 높인 모터로 직선운동을 하는 장비에 적합하다. 기어드모터는 속도를 제어해 원하는 만큼의 출력을 내도록 하는 모터다.
AC, DC 모터는 90년대 이후 국내업체들의 자체 생산이 가능해졌으며, 리니어모터나 BLDC 모터 등 최첨단 모터도 연구개발의 성과로 국산화가 가능해졌다.
◇모터업체=산업용으로 쓰이는 AC, DC 모터는 모터넷인터내셔날, 에스피지 등이 대표적 업체다. 이들은 모터의 속도를 조정해 발생하는 힘을 제어하는 기어를 장착, 기어드모터를 출시했다. 이들 업체는 자동문이나 로봇의 팔 등 산업용으로 사용되는 BLDC 모터도 개발했다. BLDC 모터는 영구자석의 발전으로 가전에서 자동차 산업용 전반에 걸쳐 적용되기 시작했다. 자동차부품용 BLDC모터는 아모텍이 만든다. 져스텍과 세우산전은 반도체와 LCD공정에서 사용되는 리니어모터를 생산하고 있으며, 삼성전기·자화전자·LG이노텍 등이 휴대폰 진동모터를 개발했다. 휴대폰 진동모터에서는 휴대폰 붐을 타고 벤처기업들이 신규 기술을 갖고 대기업의 아성에 도전하는 상황이다. 진동모터를 개발한 벤처기업으로는 제이엔텍, 제이앤제이 등이 있다.
문보경기자@전자신문, okmun@
◇산업용 기어드 모터-모터넷인터내셔날
모터넷인터내셔날(대표 임태빈 http://www.motor-net.co.kr)은 공장자동화에 쓰이는 산업용 AC, DC 기어드모터를 주력으로 다양한 소형 정밀모터를 개발하는 세계적 모터업체로의 발돋움을 꾀하고 있다.
모터넷은 소형정밀모터에 대한 국내 경쟁력을 높이기 위해 지난 1999년 전자부품연구원의 정밀기기연구센터에서 연구실 창업 1호로 설립된 벤처기업이다. 설립 이후 표준형 AC 기어드모터를 개발해 생산하고 있으며 BLDC 모터도 개발해 표준화에 성공했다. 모터넷은 100W를 넘어 200W급 시장에도 도전하기 시작했다. 전자부품연구원·한양대와 공동개발 연구를 통해 HB타입 소형 정밀 스테핑모터 개발에도 성공해 양산을 앞두고 있다. 이러한 모터는 컨베이어나 홈오토메이션, 의료기기용으로도 활용되고 있다.
이는 직원의 30% 가량이 연구직일 만큼 연구개발에 투자를 아끼지 않은 회사의 노력의 결실이라 할 수 있다. 모터넷의 표준 기어드모터는 가장 정밀도를 요하는 의료기기분야에까지 진출해 수출할 정도가 됐다. 개발 노력은 여기에 그치지 않고 컴프레서용 자속역전식 리니어 영구자석모터와 초고속 모터용으로 10만rpm(분당 회전수)급 자기 베어링 연구를 진행함으로써 실질적인 종합 모터 메이커로 발전할 계획이다.
또 모터넷은 미국과 일본 등지로 해외 수출에 힘입어 내년에는 올해의 두 배 정도 성장할 것으로 내다봤다. 경기침체로 내수시장은 성장을 기대하기 힘들지만 수출 계약이 늘어 100% 성장이 가능하다는 설명이다.
◇PC·사무용 스테핑모터-모아텍
모아텍(대표 임종관 http://www.moatech.com)은 PC 주변기기용 스테핑모터로 세계시장 점유율 40% 가량을 차지한 PC용 스테핑모터 부문 세계 최고 업체다. 모아텍은 최근 5년간 37%씩 고성장해 왔으며, 2002년에는 스테핑모터 1억개를 생산해 일본업체를 추격했다. 수입대체를 넘어 수출까지 진행하는 대표적인 업체라고 할 수 있다.
스테핑모터란 걸음마를 하듯 한 걸음 한 걸음 회전하는 모터로, 한 번 회전할 때 일정한 각도만 움직이는 모터다. 예를 들어 한 번 회전시 15°를 움직이는 모터라면 90° 회전을 원할 때에는 6번을 회전하면 되는 식으로 정확하게 위치를 제어한다.
스테핑모터의 적용범위는 일반적인 DC모터보다 시장규모가 작은 편이지만 성장가능성은 높다. 스테핑모터의 연간 세계시장 소요량은 2002년 기준 약 6억개이며 그 중 50%는 FDD·CD롬 같은 PC 주변기기용으로, 나머지 50%는 복사기·프린터 등 사무자동화 기기로 이용된다. 또 기존 사무자동화 기기와 정보통신 분야뿐만 아니라 자동차·가전 등으로 신규수요도 지속적으로 확대되고 있다.
최근 모아텍은 PC 주변기기용 스테핑모터 세계 점유율 1위 기업의 위치에 멈추지 않고 새로운 사업을 모색하고 있다. 같은 스테핑모터지만 사무자동화 기기 쪽으로 적용되는 스테핑모터 부문 사업을 확대하고 나서, 이 분야에서도 1인자가 되기 위해 채찍질을 가했다. PC 주변기기용보다 사무자동화나 자동차 시장의 스테핑모터 수요가 확대되고 있기 때문이다.
◇자동차용 BLDC 모터-아모텍
아모텍(대표 김병규 http://www.amotech.co.kr)은 일본시장에서의 수출 경험 등을 통해 쌓은 기술력을 이용, 앞선 제품으로 시장을 리드해 나가겠다는 계획이다.
이 회사는 모터 선진국인 일본시장(샤프·후지 등) 수출 경험을 통해 기술과 인지도를 확보했으며, 국내 최초로 고급 자동차에 적용되는 FATC(Full Automatic Temperature Controller)용 액티브 인카 센서(Active Incar Sensor)의 개발에 성공하기도 했다.
향후 차량의 편의사양 고급화 추세로 수요가 증가될 전망이며, 기존의 제품보다 진일보된 복합형 제품인 AIH(Active Incar Humidity) 개발을 진행하고 있다.
그리고 미래형 차에 적용될 스타트 센서의 개념을 통해 미래 지향적인 제품의 선행 개발에 주력, 시장을 선점해 나가겠다는 복안이다. 고급 자동차를 중심으로 적용 모델을 확대중인 자동차용 공기청정기 모터를 개발, 현재 기아 자동차의 오피러스·쌍용차의 뉴체어맨에 납품하고 있으며 국내 타 자동차사의 신규 고급모델 차종에 적용 가능할 것으로 예상된다.
이 밖에 차기 매출과 수익을 견인할 것으로 기대되는 세탁기·청소기용 등 가전용 BLDC 모터를 국내 가전사와 함께 개발하고 있다. 아모텍 모터는 코어리스 타입으로 설계돼 효율 95% 이상의 최적화가 가능하며 고객의 요구에 신속하게 대응할 수 있는 것이 강점이다. 이러한 구조적인 장점은 주요 기기에서 요구하는 효율 증대를 쉽게 하여 가전기기·영상기기·자동차·일반 산업 분야 등 폭넓게 응용 및 적용이 가능하다.
◇가전용 DD모터-LG전자
LG전자 생활가전의 원동력은 모터에 있다. LG전자는 세탁기·청소기 등 생활가전에 쓰이는 모터를 직접 개발해 채택한다. 소형모터와 달리 생활가전용 모터는 전문업체가 드물어 가전업체의 모터 기술력이 곧바로 제품 경쟁력으로 이어지는 것이 정설이다.
LG전자가 자랑하는 모터는 드럼세탁기에 들어가는 직접구동방식(DD) 모터가 대표적이다. 기존 드럼세탁기는 모터에 구동벨트를 연결, 드럼을 작동하는 바람에 고장이 잦았다. 그러나 LG전자가 개발한 직접구동 방식 모터는 연결벨트를 없애고 드럼과 모터가 바로 맞물리도록 한 것. 이 방식을 채택하면서 드럼세탁기의 소음과 진동이 획기적으로 줄었다. 직접구동방식의 드럼세탁기가 유럽시장에서 성공하자 LG전자는 2000년부터 내수시장 진입을 위해 준비해왔다. 이렇게 시장에 나온 트롬세탁기에는 직접구동방식의 모터가 채택돼 효율이 높고 조용하다.
또 LG전자는 최근 1상 브러시리스 모터를 세계 최초로 개발했다. 모터의 가격을 낮추기 위해 회로부분의 3상 제어를 1상 제어로 만들어 회로 비용을 브러시 모터 수준으로 낮췄다. 브러시리스 모터가 수명은 길지만 브러시 모터에 비해 파워·전력효율성이 떨어지고 회로 가격이 비싸다는 단점이 있다. 1상 브러시리스 모터는 이러한 문제를 해결한 것으로, 현재 LG전자의 청소기에 채택됐다.
이 밖에도 에어컨·냉장고용 컴프레서에도 LG전자의 모터 기술이 빛을 발하고 있다. 소음이 없는 디오스 냉장고는 선형모터의 직선운동을 적용해 전력소모와 소음을 30% 가량 줄일 수 있었다.
◇리니어모터-져스텍
져스텍(대표 김용일 http://www.justek.com)은 리니어 모션 시스템의 선두주자로 최고의 기술력을 확보하고 있다. 이 회사가 독자 기술로 개발한 리니어 모션 시스템은 높은 신뢰성과 탁월한 안정성으로 최근 주목받고 있다.
리니어모터는 직선으로 직접 구동되는 모터. 일렬로 배열된 자석 사이에 위치한 코일에 전류를 흐르게 해 힘을 얻는 형태다. 리니어모터는 기구부가 간단하고 소형화가 가능하며 회전모터와 볼 스크루·벨트·랙피니언 등과 결합하는 공정이 필요없다. 빠른 이동속도, 강한 추력, 정확한 위치 제어가 가능하며 특히 구동부는 마찰에 의한 마모가 없어 소음이 적고 반영구적으로 사용할 수 있다.
리니어 모션 시스템은 산업 전반에 걸친 기초 기반 제품으로 공장자동화·물류시스템용 이송장치와 와이어본더·다이본더 등의 반도체 장비, 차세대 엘리베이터, 모노레일, 계측장비, 의료기기, 영상 및 오락산업의 모션 카메라, 모션 시뮬레이터 등에 폭넓게 적용된다.
져스텍은 리니어 모션 시스템 단품을 비롯해 X-Y 타입, 갠트리 타입 등 설계기술 및 응용 노하우로 다양한 사양의 시스템 제품과 고객의 요구를 충족하는 제품을 생산하고 있다. 또 빠른 제어응답과 정밀위치제어를 실현한 서보 드라이버를 자체 기술로 제작, 리니어 모션 시스템의 성능을 더욱 높였다. 특히 져스텍 드라이버는 기존의 컨트롤러와 호환성이 높아 사용하기에 편리하다.
져스텍은 국내 시장의 판매 활성화에 힘입어 해외 시장 개척에도 주력한다는 계획이다.
