세계 최고 흡입력 ‘2세대 스마트 인버터 모터’의 비밀

LG전자는 지난 6월 무선 청소기 가운데 세계 최고인 205W(와트)의 흡입력을 구현하는 ‘코드제로 싸이킹(모델명: K95SGN)’을 출시했습니다.

이 청소기는 바닥에 있는 5백 원짜리 동전도 거뜬하게 빨아들일 수 있을 정도로 강력한 흡입력을 자랑합니다.

[LG전자 모터 이야기]  2세대 스마트 인버터 모터

무선 청소기 가운데 세계 최고의 흡입력을 구현하는 ‘코드제로 싸이킹’

무선 청소기 가운데 세계 최고의 흡입력을 구현하는 코드제로 싸이킹

이 무선 청소기가 구현하는 강력한 흡입력의 비밀은 바로 ‘2세대 스마트 인버터 모터’에 있는데요. 오늘은 이 모터를 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

2세대 스마트 인버터 모터 핵심기술 ① 작고 가볍지만 회전 속도는 1분에 10만 7000번!

청소기의 성능을 높이기 위해서는 핵심 부품인 모터의 무게와 크기는 줄이면서 회전 속도를 높이는 것이 핵심입니다. 그 이유는 모터의 무게와 크기를 줄이면 청소기 완제품의 무게와 크기도 줄어 사용자가 편리하게 사용할 수 있기 때문입니다. 또 모터가 회전하는 속도가 증가하면 청소기는 더 강력한 흡입력을 구현할 수 있습니다.

2세대 스마트 인버터 모터는 1세대 스마트 인버터 모터에 비해 크기와 무게를 각각 60%, 49%씩 줄였답니다. 그러면서 1분에 약 10만 7000번이라는 빠른 속도로 회전합니다. 기존 모터가 1분에 3만 번 정도 회전했던 것에 비해 3배 이상 빠른 속도입니다. 보통 경주용 자동차의 크랭크축이 1분에 2만 번 정도 회전하는 것에 비해 보면 2세대 스마트 인버터 모터는 엄청난 속도로 회전하고 있는 셈이죠.

이렇게 빠른 속도로 회전하는 2세대 스마트 인버터 모터가 있기에, LG전자는 흡입력이 세계 최고인 무선 청소기를 만들 수 있었습니다.

1세대 스마트 인버터 모터(좌)와 2세대 스마트 인버터 모터(우)의 비교

1세대 스마트 인버터 모터(좌)와 2세대 스마트 인버터 모터(우)의 비교

하지만 이렇게 가볍고 작은 모터가 초고속으로 회전하려면, 모터의 내구성도 튼튼해야 뒷받침되어야 하는데요. 2세대 스마트 인버터 모터의 두 번째 비밀은 바로 이 내구성에 있습니다.

2세대 스마트 인버터 모터 핵심기술 ②  탄소막대가 없는 ‘BLDC’ 방식으로 구동하는 인버터 모터

탄소막대가 있는 일반 모터와 탄소막대가 없는 스마트 인버터 모터의 비교

탄소막대가 있는 일반 모터와 탄소 막대가 없는 스마트 인버터 모터

2세대 스마트 인버터 모터의 특징은 탄소막대가 없는 ‘BLDC(Brushless Direct Current)’ 방식으로 구동한다는 점입니다. 이 방식은 모터에 힘을 전달하는 탄소막대인 브러시 장치를 전자회로로 대체했다는 것이 핵심입니다. 브러시 장치가 있는 모터는 회전이 많아지면 탄소막대의 마모가 일어납니다. 이로 인해 모터의 수명은 줄어들고 탄소 먼지도 발생됩니다. 반면 BLDC 모터는 탄소 막대가 없기 때문에 브러시 장치가 있는 모터에 비해 수명이 3배 정도 깁니다. 또한 탄소 먼지의 걱정도 없습니다.

2세대 스마트 인버터 모터는 이름에서도 알 수 있듯이 인버터 모터입니다. 인버터 모터는 모터의 회전 속도를 자유자재로 조절할 수 있어 강한 힘이나 섬세한 동작을 요구되는 상황에서 필요한 만큼의 움직임을 만들어 냅니다. 따라서 일정한 속도로만 회전하는 정속형 모터에 비해, 에너지는 덜 사용하면서도 소음이 적습니다. 또 필요한 만큼만 회전하기 때문에 모터의 수명도 깁니다.

2세대 스마트 인버터 모터 핵심기술 ③  흡입력을 더욱 높여주는 ‘3D 터보팬’

청소기 모터 내부에는 임펠러(Impeller)라는 부품이 있습니다. 이 부품은 팬이라고도 하는데, 청소기 모터에 부착되어 회전하면서 흡입력을 발생시키기 때문에 청소기의 흡입력을 좌우합니다. 팬이 회전하면서 공기를 유입시켜 팬 부근이 진공상태가 되면서 주변 공기들을 흡입하는 원리인 것이죠.

2세대 스마트 인버터 모터에 최적화한 ‘3D 터보팬’

2세대 스마트 인버터 모터에 최적화한 3D 터보팬

LG전자는 초고속으로 회전하는 ‘2세대 스마트 인버터 모터’에 최적화한 ‘3D 터보팬’을 개발해 무선 청소기의 흡입력을 더욱 높였습니다. 기존의 납작한 형태와는 달리 ‘3D 터보팬’은 모터가 회전하는 방향으로 팬의 날개 위쪽과 아래쪽이 입체적으로 설계되어 있습니다. 공기를 흡입하고 배출하는데 더 유리한 구조여서 흡입 효율을 높여 주는 것이죠.

‘3D 터보팬’이 스마트 인버터 모터에 연결되는 개념도

‘3D 터보팬’이 스마트 인버터 모터에 연결되는 개념도

모터와 컴프레서는 ‘가전의 심장’…다른 업체도 로열티를 지불하고 사용할 정도로 기술의 우수성을 인정받는 LG 가전의 핵심 경쟁력

지금까지 총 4회에 걸쳐서 가전의 심장이라고 불리는 핵심부품인 모터와 컴프레서를 알아봤습니다.

LG전자는 생활가전을 담당하고 있는 H&A사업본부 내에 컴프레서, 모터 등 핵심부품에서 세탁기, 냉장고, 에어컨, 청소기 등 완제품까지 개발 및 생산할 수 있도록 수직계열화를 완성해 시너지를 끌어올리고 있습니다.

LG전자는 트윈워시, 휘센 듀얼 에어컨, 얼음정수기냉장고, 코드제로 싸이킹 등 획기적인 생활가전 제품을 지속적으로 선보이기 위해, 모터와 컴프레서 등 핵심부품에 투자를 지속해오고 있습니다. 모터의 컴프레서의 기술이 뒷받침되어야 경쟁력 있는 프리미엄 가전을 만들 수 있기 때문입니다.

세탁기용 DD모터(좌), 냉장고용 인버터 리니어 컴프레서(우)

세탁기용 DD모터(좌), 냉장고용 인버터 리니어 컴프레서(우)

대표적인 제품인 세탁기용 DD모터와 냉장고용 인버터 리니어 컴프레서의 경우만 보더라도 LG전자는 국내외에서 다수의 특허를 확보하고 있습니다. LG전자는 인버터 리니어 컴프레서의 경우 국내에서 총 907건의 특허를 등록했고, 미국과 유럽에서도 각각 157건, 33건을 등록했습니다. DD모터와 DD시스템도 국내에서 총 68건의 특허를 등록했습니다. 미국과 유럽에서도 각각 47건, 20건의 특허를 등록했답니다. DD모터와 DD시스템은 다른 업체가 로열티를 지불하고 사용하고 있을 정도로 기술의 우수성을 인정받고 있습니다.

에너지 규제가 점차 강화되고, 프리미엄 성능을 갖춘 가전제품을 찾는 고객이 늘어나면서, LG전자에서 모터와 컴프레서를 담당하고 있는 C&M(Compressor & Motor) 사업부의 역할도 더 중요해지고 있습니다.

LG 코드제로 싸이킹 이미지

LG전자가 모터와 컴프레서 기술력을 바탕으로 다음에는 어떤 제품으로 세상을 놀라게 할까요? 여러분도 같이 기대해 주시면 좋을 것 같습니다.

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