NEV 모터용 고정자와 회전자: 전기 자동차 추진의 핵심 구성 요소

신에너지 자동차(NEV) 산업의 급속한 성장으로 인해 전기 모터 기술이 크게 발전했습니다. 모든 NEV 모터의 중심에는 고정자와 회전자라는 두 가지 중요한 구성 요소가 있습니다. 이러한 요소는 함께 작동하여 전기 에너지를 기계 동작으로 변환하여 효율적이고 지속 가능한 운송을 가능하게 합니다. 이 기사에서는 NEV 모터의 고정자와 회전자의 설계, 재료, 제조 공정 및 성능 고려 사항을 살펴봅니다.

1. NEV 모터의 고정자와 회전자 소개

NEV에 사용되는 전기 모터는 전자기 원리를 사용하여 동작을 생성합니다. 고정자는 모터의 고정 부분이고, 회전자는 모터 유형에 따라 고정자 내부 또는 주위에서 회전합니다. 고정자의 자기장과 회전자의 전도성 요소 사이의 상호 작용은 차량을 구동하는 토크를 생성합니다.

NEV 모터는 일반적으로 PMSM(영구자석 동기 모터) 또는 유도 모터를 사용하며, 두 모터 모두 고효율, 전력 밀도 및 열 관리를 위해 최적화된 고정자와 회전자 설계가 필요합니다.

2. 고정자: 디자인 및 기능

고정자는 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

- 고정자 코어: 와전류 손실을 줄이기 위해 적층 실리콘 강판으로 제작되었습니다.
- 고정자 권선: 전원이 공급될 때 회전 자기장을 생성하기 위해 슬롯에 배열된 구리 또는 알루미늄 코일입니다.
- 단열재 : 단락을 방지하고 내열성을 향상시킵니다.

2.1 고정자 코어 제조
고정자 코어는 절연 재료로 코팅된 얇은 전기 강철 적층을 사용하여 구성됩니다. 이러한 라미네이션은 적층되고 함께 압착되어 교번 자기장으로 인한 에너지 손실을 최소화합니다. 고정자 코어의 슬롯에는 권선이 들어 있으며, 권선은 모터 설계에 따라 분산되거나 집중됩니다.

2.2 고정자 권선 및 절연체
NEV 모터에는 높은 전력 밀도가 필요하므로 고정자 권선은 과도한 열 축적 없이 높은 전류를 처리해야 합니다. 헤어핀 권선은 뛰어난 슬롯 충진율과 열 성능으로 인해 NEV 모터에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 에폭시 수지, 폴리이미드 필름 등의 절연재를 사용하여 전기적 안전성과 내구성을 보장합니다.

3. 로터: 디자인과 기능

로터는 모터의 회전 부분이며 두 가지 주요 유형으로 분류될 수 있습니다.

- 영구 자석 로터: 네오디뮴 등 고강도 희토류 자석을 사용하여 효율성을 높였습니다.
- 유도 로터: 전자기 유도에 의존하는 적층 코어에 알루미늄 또는 구리 막대가 특징입니다.

3.1 영구자석 로터의 구조
영구 자석 로터는 높은 토크 밀도와 효율성으로 인해 NEV 모터에 일반적으로 사용됩니다. 자석은 로터 코어에 내장되거나 표면에 장착됩니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

- 자석 재질: 네오디뮴-철-붕소(NdFeB) 자석은 높은 자기 에너지 때문에 선호됩니다.
- 자석 배열: 내부 영구 자석(IPM) 설계로 고속 작동에 대한 자속 약화 능력이 향상되었습니다.

3.2 유도로터 구성
Tesla의 초기 모델에 자주 사용된 유도 로터는 엔드 링으로 단락된 전도성 막대가 있는 적층 코어로 구성됩니다. 이 모터는 견고하고 비용 효율적이지만 PM 모터보다 효율성이 약간 떨어집니다.

4. 고정자와 회전자의 재료 선택

4.1 고정자 재료
- 전기강판: 저손실 실리콘강(예: M250-35A)을 사용하여 히스테리시스 및 와전류 손실을 최소화합니다.
- 구리 대 알루미늄 권선: 구리는 더 나은 전도성을 제공하는 반면, 알루미늄은 무게와 비용을 줄입니다.

4.2 로터 재료
- 영구 자석: 비용 및 성능 요구 사항에 따라 NdFeB 또는 페라이트 자석.
- 로터 코어: 고정자와 유사하게 적층 강철이 손실을 줄입니다.

5. 제조공정

5.1 고정자 제조
- 라미네이션 스태킹: 강판의 레이저 절단 또는 스탬핑.
- 권선 기술: 바늘 권선, 머리핀 권선 또는 자동 삽입.
- 함침 : 진공압침(VPI)으로 단열 및 방열 성능을 향상시킵니다.

5.2 로터 제조
- 자석 조립: 자석을 접착하거나 기계적 고정.
- 밸런싱: 동적 밸런싱은 고속에서도 원활한 작동을 보장합니다.

6. 성능 고려사항

- 효율성: 고정자 및 회전자 손실(구리, 철, 부유 손실)을 최소화해야 합니다.
- 열 관리: 냉각 시스템(액체 또는 공기)이 과열을 방지합니다.
- 소음 및 진동: 최적화된 슬롯-폴 조합으로 전자기 소음이 줄어듭니다.

7. 미래 동향

- 고급 재료: 비정질 금속 및 연자성 복합재(SMC)가 기존 적층을 대체할 수 있습니다.
- 고속 모터: 향상된 로터 역학 및 베어링 기술로 더 높은 RPM 작동이 가능합니다.
- 지속 가능성: 희토류 자석을 재활용하고 중요한 재료에 대한 의존도를 줄입니다.

8. 결론

NEV 모터의 고정자와 회전자는 전기 자동차 성능의 기본입니다. 재료, 제조 및 디자인의 지속적인 발전은 효율성, 전력 밀도 및 신뢰성을 더욱 향상시켜 지속 가능한 운송으로의 글로벌 전환을 지원합니다.

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1. 고객 커뮤니케이션: 고객 요구 사항을 자세히 전달하고 기록합니다.

2. 계획 설계: 고객이 제시한 요구 사항에 따라 설계하고 고객과의 커뮤니케이션을 유지합니다.

3. 디자인 확정: 디자인 제안서를 제출하고, 고객 피드백을 바탕으로 최종 버전까지 추가 수정합니다.

4. 생산: 생산 설계에 따라 올바른 모델을 선택합니다.

5. 테스트 및 품질 검사: 제품이 표준을 충족하는지 엄격하게 테스트하고 모든 품질 문제를 제거합니다.

6. 배송 : 검사를 통과한 제품을 포장하여 고객의 주소로 배송해 드립니다.

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