직류 모터와 교류 모터

번거로워도 내구성이 좋고 효율이 좋은 교류 모터가 전기차엔 대세다.

모터는 공급받는 전기가 흐르는 방식에 따라 구분이 가능하다. 어린 시절 과학상자에서 흔히 보는 건전지로 가는 모터는 직류로 전달되어 작동하는 DC 직류 모터다. 직류 모터의 경우 고정자에 영구자석이 위치하고, 회전자에는 전류가 흐르는 코일로 이루어져 있어 흘려주는 전류에 따라 회전자의 자석이 반응하는 형식으로 회전한다.

직류 모터와 교류 모터의 구조 - 코일과 영구자석의 위치가 반대다.

돌고 있는 회전자에 코일이 감겨 있는 직류 모터의 경우 반바퀴 돌 때마다 방향을 바꾸어 주어야 하기 때문에 코일에 전류를 전달하는 정류자와 브러시 부품이 회전하면서 서로 접촉을 통해 전기가 전달된다. 빠른 속도로 회전하는 회전자에 지속적으로 접촉이 되는 브러시는 마모되고 분진도 발생하기 때문에 직류 모터는 내구성이 좋지 않다. 속도 방향 제어에는 유리하지만 긴 주행에는 무리가 있어 전기차에는 초기 BMW i3 모델에 채용한 후로는 거의 사용되지 않고 있다.

브러시와 정류자의 접촉으로 반바퀴마다 전류 방향이 바뀌면서 회전 방향을 유지한다.

교류 모터는 직류 모터와 반대다. 고정자에는 전류가 흐르는 코일로 이루어져 있고, 회전자에는 영구자석이나 자성에 반응하는 도체, 또는 코일로 이루어져 있다. 전류의 방향이 자동으로 바뀌므로 굳이 정류바나 브러시를 둘 필요가 없다.

알아서 바뀌어서 정류자와 브러시가 필요 없다.

고정자에 감긴 코일에 전류가 흐르게 되면 발생하는 회전 자기장에 자성을 띤 회전자가 반응하여 회전하는 방식으로 교류 모터는 구동한다. 직류 형태로 충전된 배터리로 교류 모터를 작동하려면 인버터를 통해 교류로 전환이 필요하지만 내구성 측면에서도 우수하고 효율도 높기 때문에 현재 전기차 시장에서 교류 모터가 주를 이루고 있다.