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왜 전기자동차는 주로 IPMSM 모터를 사용할까? IPMSM과 SPMSM의 차이 이전글에서 PMSM이 전기자동차의 대세라는 글을 썻었다 오늘은 그중 SPM과 IPM 분류를 아래사진과 같이 분류 하는 방식으로 이야기를 해보려 합니다. SPMSM (Surface mounted PMSM) 설계와 제작이 쉽고 부드러운 회전이 가능하지만 고속 회전시 물성이 약한 PM이 원심력에 의하여 비산될 가능성이 높다는거죠. 어디까지나 동향을 살펴야하므로 DQ인던턱스에 대한 내용은 생략하고 이야기를 진행하면 사실 이부분이 가장 치명적인 단점인데 고속 회전시 자석이 밖으로 튀어나가려는힘을 최대한 억제하기위해 많은 개발을 하였고 알루미늄 코팅을 하는 경우도 있었지만 사실상 Airgap이 증가하여 토크가 감소하고 알루미늄 CAN에서 와전류 손실이 발생하여 전반적으로 출력 밀도와 .. 2023. 12. 26.
왜 전기자동차는 주로 PMSM 모터를 사용할까? 전기차용 모터에 요구되는 성능 어떤 모터가 전기차용 모터로 좋고 어떠 요구조건이 있어요 라는 질문을 몇 개의 논문으로 요약해 보자면 넓은 속도 범위에서 교통기관의 구동에 적합한 토크를 발생시킬 수 있어야 한다는 점이 중요하다. 대게 가솔린 자동차의 1단에 해당하는 정토크영역 2단 이상에 해당하는 넓은 정출력 영역을 요구한다. 당연한 말이지만 중량당 출력이 커야 하고 소형화 고효율 저소음부터 낮은 노이즈를 발생할 것 토크리플이 작을 것 여기에 내구성이 높고 환경성이 좋고 신뢰성이 높으며 비용이 낮아야 한다. 전문용어가 섞여있고 내용자체는 복잡해 보이지만 쉽게 문과식으로 풀어말하면 가격 싸고 환경에 좋고 튼튼하고 오래가고(물리적으로 튼튼한 것도 수명 이긴 건 별개의 문제다) 거기에 파워도 강하면서 소리도 적.. 2023. 12. 20.
전기자동차는 어떤 종류의 모터를 사용할까? 1.모터의 종류와 간단한특징 전기자동차에서 구동력을 생성하는 핵심은 바로 모터고 그를 지원하는것이 배터리와 인버터로 결국 전기에너지를 운동에너지로 직접적으로 변환시켜주는 장치이다. 위그림을보자 단순히 모터의 종류를 간단히 정리한것이고 여기서 끝이 아니라 수많은 파생모터들이 지금도 개발되고 실제로 사용 되어지고있다. 필자는 이전체적인 이론에대해서만 이야기하기로하고 그이후에 많이사용되는 모터들은 따로 글로 분석해서 적어보도록하겠다. (1) 브러쉬 DC모터 사실 직류기 라고말하고 대부분의 학부생들이 가장 처음배우는 모터로 회전에 따라 전류의 극성이바뀌고 브로쉬의 접촉을 통해 에너지를 전달하기에 기계적소음이 매우심하며 내구성이 떨어진다. 다만 이자료를 들고온것은 어렸을적 다들 모터카라고불리던 장난감을 가지고 놀.. 2023. 12. 19.
전기자동차 모터의 출력에는 제한이 있을까? 1.모터에서 물리적인한계 전기자동차 모터 원리(6) [모터에 사용되는 재료 이론 ] 1.모터에 사용되는 재료 2023.12.15 - [전기차/전기차모터] - 전기차모터 원리 (2)[ 모터는왜 회전하는가] 전기차모터 원리 (2)[ 모터는왜 회전하는가] 1.페러데이렌츠법칙 패러데이-렌츠법칙 은 시간 beast1251.tistory.com 우리는 이전글에서 모터에 사용되는 재료들이 이론적으로 어떠한 특징을 가지는지에 대하여 이야기했다. 그럼 수식에 따라 이론적으로 보게되면 L즉 길이는 고정이 되어있으니까 B라는 자계의세기와 I라는 전류를 높게흘리면 되는거 아닌가 라는 접근을 단순히 생각을할수있다. 다만 각지점에서의 한계가 존재하는데 이에대한 이에대한 물리적한계를 재료적 특성과 연관지어 이야기해보자 2.자기포화.. 2023. 12. 18.
전기자동차 모터에 사용되는 재료 이론 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 beast1251.tistory.com 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.전기.. 2023. 12. 18.
전기자동차 모터의 기본구조에 관하여 1. 모터의 기본구조 위사진을 보게 되면 DC모터의 기본적인 형상을 가지고 왔다 이는 지금도 많이 쓰는 저가형 모터의 기본적인 개념이며 자석 코일 브러쉬 정류자 회전축등의 기본 구성요소를 가지고 있다. 여기서 브러시를 빼고 공급방식을 바꾸면 BLDC부터 정말다양한 모터들이 존재하는데 이러한 개념들을 세세하게 다루는 건 다음글이 될 것이다. 여기서 이해해야 하는 건 모터는 결국 고정자(스테이터)와 회전자(로터)로 구성이 되고 거기에 어떠한 부품을 다느냐에 따라 달라지게 된다. 2. 로터와 스테이터 반드시 알아야 할 것은 로터(회전자) 스테이터(고정자)로 모터는 자석을 쇄교 해서 나오는 변화량에 따른 것이므로 어느 쪽을 계자로 할 것이냐에 따라 여러 가지 모터를 만들어낼 수 있다 이에 따라 회전계자형 전기자.. 2023. 12. 16.
전기자동차모터의 출력이란 무엇인가 1. 출력이란? 이전글에서 우리는 아래수식을 이용하여 모터에 작용하는 힘에대해 고려해 본적이있다 그렇다면 설계에 대해서 고민하기전 위수식이 힘에대한 단위였다면 실제로 모터의 출력은 어떠한 방식으로 고려되는가라는 질문이 따라오는데 우선적으로 출력이란 단어에 대해서 정의내릴 필요성이있다. 위키백과에 따르면 출력은 아래와 같이 정의하는데 이를 물리학적으로 정리 해보자면 결국 외부로 나오는 결과물이다. 여기서 기초적인물리학을 몇개들고와보자 가장쉬운 뉴턴이정의한 운동 제2법칙에 따르면 로나타내지며 여기서 힘에대한 정의를 내렸다. 그래서 우리는 일을 어떠한 방식으로 정의하는가에 대해 고찰해볼필요성이있는데 우리는 물리적인 일을 정의할떄 아래와 같은 정의를 내린다. 여기서 출력에대한 정의는 단위시간당 한일을 고려한 것.. 2023. 12. 15.
전기자동차 모터 에서 강한 토크를 가진 모터를 만들기 위해서는 무엇을 고민해야 하는가 1.Lorentz Force(자기력) 이전에 우리는 모터가 회전하는 이유에대해 고찰해본적이 있다 그렇다면 모터가 회전하는데 세부적으로 어떠한 수치들이 영향을끼치고 더강력한모터를 다루기위해서 어떤고민들이 필요한가 에대해서 고찰해보고자한다. 전기차모터 기본이론 (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 beast1251.tistory.com 위에내용에서 이런저런 수학적내용들과 전자기학적지식 그리고 약간의 벡터적인 지식을 더하여(이과정은 나중에 자세히 다루도록하겠다) 모터에 작용하는 힘을 고려한것이 Lorentz Force라는 힘으로 이를 .. 2023. 12. 15.
전기자동차 모터 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(Faraday)의 전자기 유도 법칙 : 임의의 폐회로를 쇄교하는 시간당 자속의 변화량에 따라 그에 비례하는 기전력이 유도되고 이로인해 폐회로에 전류가 흐른다. ​렌츠(Lenz)의 법칙 : 패러데이가 말한 유도기전력의 방향은 쇄교하는 자속의 변화량을 방해하는 방향으로 형성된다. 패러데이(Faraday)-노이만(Neumann) 식 : 패러데이의 개념과 렌츠의 방향 규정을 바탕으로 수식화한 법칙 사실 이공식의 개발과정에서도 꽤나 재미있는 일화가있는데 아래와 같은 시험에서 페러데이 법칙이 먼저발견되어 시변자계에따른 전류생성이 화두로 .. 2023. 12. 15.
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