전기차모터의 토크리플과 슬롯리스타입 슬롯 타입모터

전기차 모터의 토크리플과 공간고조파

 

이전글에서 전원에 의하여 발생하는 토크 리플은 크게 2가지로 구분하였다.

 

역기전력과 전류에 고조파 성분이 있는 경우와 인입 전류에 고조파 성분이 있는 경우로

 

이러한 인입을 얼마나 균일하게 만드느냐가 중요한 논거로 보이기는 한다.

 

이러한 문제의 해결점 방식으로 권선법과 슬롯리스 로이 설계가 대두되었는데 왜 이러한 모터들이 전기자동차에 쓰지이 않는지에 대해 이야기해 보자

 

 

 

일반적으로 전기차 모터의 경우 내전형을 기본으로 하여 설계한다 물론 여러 이유가 있겠지만 사실상 효율성과 전달력이 압도적으로 높은 강점이 있어 많이 채용되고 있으며 외전형의 경우 사용처가 제한적이다.

 

물론 외전형의 경우에도 동일 무게에 대비하여 출력이 좋은 편이라 드론이나 헬리콥터등의 분야에서 활용되고 있는 것도 사실이지만 이는 나중에 자세하게 다루도록 하자

 

슬롯리스 모터

 

우선 슬롯리스랑 무엇인지부터 정의하고 출발하도록 하자 일반적으로 모터 스테이터의 경우 코일이 들어가는 홈을 만들고 이로 인해 릴럭턴스 토크나 코깅토크가 발생한다.

 

 

하지만 실제로 인슐레이터 없이 단순 슬롯리스 형태로 만들게 된다면 코깅토크가 없어지니 굉장히 좋아 보이지만 이러한 단점으로 공극이 커지게 된다.

 

자석과 코일의 사이가 멀어지게 되는 이유는 결국 안정적인 문제나 여러 부수적인 원인들도 존재하지만 실제로 설계 시 스테이터 코어의 효율적인 자기력선 전달이 불가능해지는 시점에서 단점과 장점이 모두발생한다

 

사실 코일과 자석의 거리가 멀어지게 된다면 이에 따라 자연스레 전원에서 공간고조파 전달자체가 감소하게 되는 경우도 있고 코일의 배치공간 또한 커지지만

 

이러한 슬롯리스 방식의 가장 큰 단점은 자기력을 받는 코일을 지지하는 데 있어 문제가 발생해 수명이 짧아지고 또한 코일에서 열이 발생하면 분산해 줄 곳이 없어 그에 따른 냉각문제가 발목을 잡는다.

 

슬롯 타입 모터

이와 반대로 슬롯 타입의 모터를 슬롯을 활용하게 된다면  꽤나 많은 장점 들이 존재하는데

 

가장 큰 장점은 공극이 저감 되어 자속밀도가 높아져 출력이 높아지고 또한 냉각이 단순 해질 뿐만 아니라 자기력이 발생하는 코일의 지지구조가 매우 탄탄해 수명 또한 길어진다.

 

하지만 이로 인해 단순하게 생각해 보면 점적률 이감소하고 코깅토크가 발생하는 데다 공극고조파가 따라와 단점이라 볼수도 있지만

 

최근 전기차 모터의 경우 코깅토크마저 활용이 가능한 ipmsm이 대세로 자리 잡은 바 출력이 큰 모터의 대다수는 슬롯 타입을 활용하고 있으며 전기차 모터 또한 이러한 방향으로 나아가고 있다.