전기차 모터

모터 권선

환선형

[제작 밤법]
  ① 슬롯 가이드마다 권선 감아 절단
  ② 가이드를 타고 슬롯에 권선 삽입

헤어핀 타입

[제작 밤법]
  ① 권선을 헤어핀 형태로 성형(포밍)
  ② 헤어핀 지그에 삽입 (와이드닝/트위스팅)
  ③ 용접부 정렬 및 용접(포밍 트위스트 용접)

[특 징]
  4각형 코일은 점적률 (Coil Space factor)향상으로 (45% → 65%)
  ⇨ 코어의 직경을 10% 작게할수 있다. (Core diameter reduce by 10%)

스텝 와이즈 (Stepwise 덴소)

[제작 밤법]
  ① 링 형태의 권선을 제조
  ② 권선에 분할된 코어 삽입 (분할 코어 방식)
[특 징]

점적률은 헤어핀타입과 비슷하며, 고정자의 끝부분 길이를 작게할수 있어
  일반 권선형 모터 대비 고정자의 길이 15% 작게할수 있음.
  (Coil space factor length of motor stator reduce by 15%)

영구자석 동기 전동기

영구자석 동기 전동기(PMSM , Permanent Magnet Synchronous Motor)은 영구자석의 부착 형태에
따라 표면부착형 (SPMSM : Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Motor)과
매입형(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)으로 분류할 수 있다.

SPMSM은 영구자석이 회전자 주변으로 일정한 두께로 배치되어 있어 d축, q축 인덕턴스가 동일한다.
반면에 IPMSM은 영구자석이 회전자 주변으로 자석이 균일하지 않아 d축, q축 인덕턴스가 다릅니다.
d축으로 봤을 때는 자석과 air gap이 동시에 존재하지만, q축으로 봤을 때는 air gap만 존재하는
것을 확인할 수 있습니다

g: air gap , h :자석 두께
따라서 SPMSM의 토크는 식 1과 같이 마그네틱 토크만 고려하면 되지만,
IPMSM은 식 2와 같이 마그네틱 토크와 회전자 위치에 따라 발생하는 릴럭턴스 토크까지
고려해야 한다.

그리고 IPMSM은 릴릭턴스 토크로 인해 SPMSM에 비해 고 토크를 발생시킬 수 있다.

SPMSM은 설계 시, 원호 형태의 자석이 필요하고, 표면에 부착하기 때문에 원심력에 의해 튕겨져
나갈 수 있어 어려움이 많습니다.
하지만 IPMSM은 자석의 형태가 단순하고, 매입해서 부착하기 때문에 내부에 고정되고 공극을
작게 설계할 수 있다. 따라서 원가도 SPMSM이 더 높아지게 된다.
SPMSM은 자기회로가 간단하여 간단한 제어 알고리즘으로 토크/속도 제어를 할 수 있다.
반면 IPMSM은 릴럭턴스 토크를 사용할 수 있기 때문에 약자속 제어를 이용하면 표면부착형에
비해 더 고속에서 운전을 할 수 있다.
하지만, 릴럭턴스 변화는 고조파로 인한 진동 및 소음이 발생 할 수 있다.

▣ 참고 : 모터 회전 원리

모터는 자석/자력을 통해 회전

회전축을 지닌 영구 자석의 주변에서

① 자석을 회전시키면 (회전 자계),
② N극과 S극이 당겨지는 힘이나 같은 극끼리 밀어내는 힘에 의해
③ 회전축을 지닌 자석이 회전한다.이것이 모터 회전의 기초 원리이다.

실제로는 도선에 전류를 주입함으로써 그 주변에 자계를 발생시켜 회전 자계 (자력)를 만들어
자석이 회전하는 것과 동일한 상태가 된다.

또한, 도선을 코일 상태로 말면, 자력의 합성을 통해 큰 자계의 다발 (자속)이 되어
N극과 S극이 발생한다.
코일 상태의 도선 속에 철심을 넣음으로써 자력선이 통과하기 쉽게 되어,
보다 강한 자력을 발생시킬 수 있다.