전기차 모터의 재료[자성체, 전도물질, 절연물질, 영구자석]

 

전기 모터에서 사용되는 물질은 크게 4가지로 분류된다

 

1. 연질자성체 soft magnetic material

전기기에서 자기 회로를 이루며 이상적인 연질 자성체는 높은 투자율과 높은 포화 자계 값 그리고 작은 손실을 가진다.

 

조금 더 직관적으로 설명하면 외부자기장에 따라 쉽게 자화 되고 자기장이 사라지면 그 자화를 빠르게 잃는 특성을 가진다는 거다.

 

물론 이론적으로 이상적인 물질을 사용하면 좋겠지만 손실의 크기를 줄이거나 경제성에 따라 효율적인  재료를 선택해야 하며 이는 히스테리 시스 곡선에 기반하여 선택되어야 하며 실제로 많은 고민이 필요하다.

 

이를 바로 연결해서 쓰는 것이 자석의 스테이터와 로터에 사용되는 철판으로 어느 정도까지 어느 정도까지 모터의 출력을 낼 것이냐에 따라 재료선정은 중요한 지표로 활용된다.

 

물론 경자석과 연자석의 재료에 대한 이야기는 충분한 토론이 필요한 내용이니 아래의 글을 참조해 주기를 바란다.

 

2. 도전체(전기전도성 물질)

 쉽게 설명하면 코일에쓰는 물질이다. 전류를 흘리면 자기장이 형성되고 이를 통해 자기 회로를 형성하여 모터를 회전시키는 이론은 이 글을 찾아서 들어오신 분들이라면 잘 알 거라고 생각한다.

 

이에 따라 전기모터에서는 어떤 물질을 코일에 사용할 거냐에 다한 고 민또 한 존재하지만 현실적인 문제로 구리를 주로 사용한다 사실 금을 사용하면 가장 좋겠지만 그게 감당이 될 리가 있겠는가?

 

결국 코일을 구성하는 데 있어 기기의 손실과 크기를 주일수 있도록 구리 알루미늄 구리합금 등등 많은 재료 중에 가장 효율적인 방식을 고민 중이고

 

직류기의 경우 브러시에는 탄소를 활용한다는 정도만을 다루고 넘어가자

 

3. 절연 물질

 유전성이 크며  열에 대한 저항력과 열전도도가 매우 큰 물질이다. 절연물은 결국 서로 다른 전압으로 전류가 흐르는 도체 사이를 구분해 주거나 도체들을 포함하고 있는 슬롯을 구분하고 있는 역할을 한다.

 

이에 따른 특성으로 온도에 따라 고려가 필요하며 이에 따른 특성 또한 고려되어야 하므로 아래글에서 깊이 있게 다뤄보자

 

4. 영구자석

전기기에 따라 자계를 만들어 주기 위하여 영구자석과 전자석 중 어떤 걸 사용할 거냐는 꽤나 오래된 논쟁이지만 전기자동차의 영우 영구자석을 활용한 ipmsm이 대세가 된 것은 사실이다 이에 따라 영구자석을 공부할 필요성이 존재하는데,

 

알니코계 페라이트계 희토류 계로 구분하지만 가장 크게 활용하는 것은 희토류 계로 이 부분에 대한 자세한 설명은 아래의 글을 참조해 주길 바란다.

 

물론 자석의 제조방식에 대한 고 민또 한 존재하는데 이는 실제로 100% 자화가 안 되는 현대적인 문제에 대한 고찰 또한 포함하고 있다.