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전기차/전기차 모터 이론

전기자동차 모터에 사용되는 재료 이론

by 짐승 2023. 12. 18.
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1.모터에 사용되는 재료


 

2023.12.15 - [전기차/전기차모터] - 전기차모터 원리 (2)[ 모터는왜 회전하는가]

 

전기차모터 원리 (2)[ 모터는왜 회전하는가]

1.페러데이렌츠법칙 패러데이-렌츠법칙 은 시간에따른 자기장 변화에 의하여 발생하는 전류에 대한법칙과 그를 연결해 자속까지 연결하는 모터에서의 가장 골자를 이루는 법칙이다. 패러데이(F

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이전글에서 모터의 회전에 대해서 이야기한 바가있는데

 

그글중 모터는 전기회로와 자기회로의 결합으로 회전한다는 이야기를 했던적이있다.

 

아래수식에서 B는 자속밀도 I는 전류량 이라는 개념으로 접근해보면 조금 이해가 쉬운데

 

여기서 중요한 지점은 전기회로에 사용되는 회로와 자기회로에 사용되는 재료가 모두 사용된다는것이다.


2.전기회로에서의 전기도전율과 도체 부도체


전기 도전율 공식

우선적으로 단어두개를 이해하고 가자

 

전기도전율은 도체에 전기가 얼마나 잘흐르느냐를 나타내는 지표이고

 

우리가 소위 말하는 저항의 역수정도로 이해하면 편하다.

 

삼성반도체 이야기 도체 부도체 반도체 차이

 

반도체도 중요하지만 여기서 중요한지점은 도체와 절연체(부도체)를통해 모터를 설계할꺼고 이를 사용하는이유는 결국

 

자기적인 결합을 시킬때 내가 원하는 방향으로 자기결합을 시키기 위함이다 정도를 이해하고 진행해보자.

 


3.자기회로에서의 자성체와 비자성체-히스테리시스루프


 사실 자성체는 어렵게설명하면 분자구조론부터들어가 3D오비탈의 회전에 따라 정해지며 

전자기학적 자화율이라는과 수식적인 개념이 들어가야하지만 이러한건 실설계에서는 이런게있다 정도의 내용이며

 

실제로 설계시에는 어느정도 양산되어있는 재료들을 이용해서 정해진 철판들을 이용하기에 가장주요한

히스테리시스 루프 방향으로 접근해보자

 

보통 자기에대해서 설명할때는 전기와연관지어 설명하는 경우가많은데 이를 연결해서 이해해보면

도체 부도체는 자성체와 연결을많이한다.

 

물론 유전체와 자성체에대해 비교하기도 하는데 현상론이 극명하게 차이나 보는 내용이다르므로 유전체는 나중에 기회가 되면 다루기로하자

 

우선적으로 위키백과에 따라 투자율이란 개념을 전통적으로 접근해보면

전자기학에서 투자율(透磁率, permeability)은 어떤 매질이 주어진 자기장에 대하여 얼마나 자화하는지를 나타내는 값이다. 통상적인 기호는 그리스 문자 μ국제 단위는 헨리 매 미터(H/m)이다.

 

 위와같은 내용을 가지고있고 여기서 매질이 등방성인가 비등방성인가를나눠 멕스웰 텐서방정식을세워

시뮬레이션을 할때  이에대한 해석을 진행 하지만 이건 너무 딥해지니 나중에 다루기로하고 아래그림을 보자

 

ps.사실알아야할껀 모터에서는 등방성철판을 사용한다는 사실인데 이는 나중에 자세히다루도록한다

 

 위그림은 BH커브라는 그림으로 자성재료에 대한 특성에대한 이야기다. 여기서 중요한건

 

보자력이-자기적인 성질을 얼마나 유지할수있는가

비투자율 Ur-진공에 비해 얼마나 자속이 흐르기 쉬운가

 

연자성체는 자속이 흐르기쉽고 보자력이낮고

경자성은 결국 보자력이크다 정도의 이해를 잡고 이야기를 진행해보자

 

이두가지 개념으로 결국 접근해보면 결론적으로  연자성재료와 경자성재료의 용처가 다르다 라는접근이고 연자성재료같은경우는 센서 에 사용된다 까지만을 알아두고

경자성재료에대해서 이야기를 나눠보자

 


4,모터에 사용되는 자기재료와 전기재료의 특징 


 

결론적으로 모터에는 자기재료중 도체를 사용할것이고 절판에는 연자성재료를 사용할꺼다라는 전제를깔고 위에 내용들을접근해보자

 

이유가무엇일까?

 

2023.12.16 - [전기차/전기차모터] - 전기차 모터 원리(5) [모터의 기본구조에 관하여]

 

전기차 모터 원리(5) [모터의 기본구조에 관하여]

1.모터의 기본구조 위사진을 보게되면 DC모터의 기본적인 형상을 가지고왔다 이는 지금도 많이쓰는 저가형모터의 기본적인 개념이며 자석 코일 브러쉬 정류자 회전축등의 기본 구성요소를 가지

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기본구조에 대해 다룬글에대해서 논리를 가져와보면 

 

결국 로터와 스테이터에서 회전을한다는 전제를 가지고있고 회전을하는 힘을 전달하는 방식은 자기력

 

그자기력을 만들어내는것은 코일에흐르는 전류이다.

 

그렇다면? 코일이라는것에 도체를사용헤 전류를 크게흐르게하면 당연히 잘흐를것이고 그를 전달하는매게체인 연자성체를 공기보다 더욱더 잘전달할것이라 예상된다는것을 어렵지않게 추론할수있다.

 

다음시간에는 실제로는 어떤재료들이있고 대략적인 수치값에대해서 이야기해볼까한다. 

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