3상 교류로 하드디스크 스핀들 모터 돌려보기

3상 교류를 이용해서 하드디스크 스핀들 모터를 돌려보았다.
하드디스크 스핀들 모터는 3상 동기전동기와 구조가 비슷하다. 다만 회전자 부분이 영구자석으로 되어 있는 것이 다르다.
실제로 돌려보았더니 3상 동기전동기와 유사한 반응을 보인다.

[그림 1]

하드디스크 모터를 보면 대부분 극이 4개 이다. 간혹 3개만 나온 것도 있다.
공통 단자에는 com 이라는 표시가 있고, 나머지 단자에는 숫자나 알파벳이 써져 있다.
코일은 Y 결선으로 되어 있다고 추측할 수 있다. com 에는 중성선을 연결하고, 나머지쪽에는 각 상을 연결한다.

[그림 2]

변압기의 모습이다. HDD 모터가 돌아갈 때 전압을 재면 3~5V 정도가 측정된다. 따라서 변압기의 출력도 3V 쪽을 연결했다.
AC 3V 로 연결했기 때문에 선간전압은 3*1.73 = 5.19 이므로 5V 정도가 측정될 것이다. 실제로 측정했을때도 5V 정도가 측정되었다.

[그림 3]

그림 3은 모터가 돌아가고 있는 모습이다. 3상 교류를 가했더니 별 다른 회로장치 없이 잘 돌아간다.
하지만 3상 동기전동기처럼, 맨 처음에는 상회전 방향으로 강제로 회전시켜야 돌아가는것을 볼 수 있다.

[동영상]

돌아가는 동영상이다. 일단 상회전 방향으로 회전을 시작하면 토크가 비교적 큰 것을 볼 수 있다.
손으로 잡아서 부하를 늘리는 경우 탈조현상을 일으켜서 떨면서 거의 돌지 않게 된다.
일단 돌기 시작하면 1상을 제거(결상) 시켜도 돌아가는 것을 볼 수 있었다. 1상을 제거하면 소음이 약간 커졌다.

[그림 4]

그림 4는 연결 상태를 설명한 그림이다. 220V-3V 변압기 3개를 사용하였다.
전원은 3상 220V 를 사용하였는데, 380V 가 들어오는 곳이라면 1차측을 Y 결선으로 하면 된다.
하드디스크 모터는 내부에서 에나멜선이 3가닥이 꼬여서 연결된 단자가 있는데 보통 이 단자가 공통단자이며 com 이라는 표시가 되어있다.
간혹 3가닥만 나온 HDD 모터가 있기도 하는데 이 경우 변압기에서 나오는 선 중, N 선을 제외한 A,B,C 각각의 선을 연결하면 된다.

[그림 5]

3상 동기전동기가 돌아가는 원리를 설명한 그림이다. 3상 동기전동기는 일정한 회전 속도가 필요한 곳에 많이 쓰인다.
3상 동기전동기의 여자전류를 조절하면 역률을 조절하는 용도로 사용할 수 있는데, 이런 용도로 이용되는 3상 동기전동기를 동기조상기라 부른다.
상전압 3V 를 가해서 1시간 정도 돌렸더니 모터가 많이 뜨거워졌다. 2.5V 정도가 적정한 전압인 것 같다.

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