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전기차 모터98

전기차 모터의 적층 길이와 효율의 관계 전기차(EV) 모터의 설계에서 효율을 최적화하는 것은 전력 소비를 줄이고, 주행거리를 늘리며, 전반적인 성능을 향상하는 핵심 과제다. 심지어 효율이 낮을수록 발생하는 열이 높아지기에 최적효율점과 운전점을 찾는 것은 엔지니어들의 오랜 과제였다.  실제로 전동기 내에서 발생하는 손실은 크게 두 가지로 나누는데 이는 동손(copper loss)과 철손(iorn loss)로 이 두 손실은 모터의 적층 길이 (Stack Length) 와 밀접하게 관련되어 있으며, 적층 길이의 변화에 따라 전동기의 효율이 어떻게 달라지는지 이해하는 것이 설계에서 매우 중요한 지표다. 동손(copper loss)과 적층 길이의 관계동손은 모터의 코일에서 전류가 흐를 때 발생하는 저항으로 인한 손실이다. 이는 Joule 법칙에 따라 .. 2024. 8. 27.
전기차 모터 베어링의 전식[개념 종류 특징 해결방법] 전식(Electrical Erosion)은 전기적 현상에 의해 금속 표면이 손상되는 현상을 의미한다. 전기차 모터에서 발생하는 전식은 주로 베어링 내부에서 일어나며, 이는 전기적 방전이나 전류의 흐름으로 인해 베어링 표면이 손상되고, 결국 베어링의 수명에 악영향을 미치고 결국 모터를 망가트리는 현상이다.전식의 개념전식은 원인에 따라 구분하는 방식이 있고 현상론에 따라 구분하는 경우가 있는데 우선은 현상론부터 살펴보자  전기적 방전(Electrical Discharge)에 의한 전식은  전류가 흐르지 않아야 할 경로를 통해 전류가 흐르면서, 그 경로에 있는 금속 표면에서 고온의 아크(arc)가 발생하고, 이 아크가 금속 표면을 녹이거나 부식시켜 손상을 일으키는 현상이다.전기차 모터의 베어링에서 발생하는 전.. 2024. 8. 27.
모터 고조파 [시간고조파와 공간고조파] 모터의 효율성과 성능은 다양한 요인에 의해 좌우되며, 그중에서도 고조파는 매우 중요한 지표입니다. 특히 고조파는 주파수 스펙트럼에서 기본 주파수 외의 불필요한 신호 성분으로, 모터의 작동에 여러 부정적인 영향을 미치는데 이로 인하여 발열 진동부터 시작하여 주행감 감소부터 화재까지 정말 다양한 문제가 발생합니다. 결론적으로 모터에 대해서 이해하기 위해서는 크게 모터의 고조파에서 구분되는 시간고조파와 공간고조파를 이해해야 하고 이를 분석하기 위해서는 필수적으로 푸리에 급수를 활용하여 설계단계부터 고려가 들어가야만 합니다.시간고조파 (Temporal Harmonics) 시간고조파는 전원 공급에서 발생하는 비선형 현상으로 인해 시간에 따라 발생하는 고조파입니다. 전력 계통에서의 비선형 부하, 특히 전력 전자 장.. 2024. 8. 14.
전기 모터에서의 퓨리에 급수(Fourier Series) 전기차에서 전기 모터는 다양한 응용 분야에서 필수적인 역할을 하는 기계 장치로, 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치다. 이러한 전환 과정에서 모터의 효율성과 성능을 최적화하기 위해서는 모터의 동작을 수학적으로 분석하는 것이 핵심인데 이를 지배방정식으로 수치화하여 시물레이션 하는 것이 모터개발에서는 필수 적이다. 이 과정에서 퓨리에 급수(Fourier Series)는 해석의 핵심으로, 푸리에 급수를 통해 복잡한 주기 함수를 간단한 삼각 함수(사인, 코사인)들의 합으로 표현하는 강력한 수학적 도구로 활용된다, 이를 통해 고조파별 해석부터 수많은 진동 소음 발열에 대한 예상까지 수많은 과정이 필수적이기에 사실상 반드시 이해해야 한다.전기 모터와 주기적 신호 전기 모터는 회전하는 장치이므로, 그 출력이.. 2024. 8. 12.
전기차 모터에서 로렌츠 힘 1. 로렌츠 힘의 배경로렌츠 힘은 네덜란드의 물리학자 헨드릭 로렌츠(Hendrik Lorentz)가 19세기 후반에 전자기 현상을 설명하기 위해 도입한 개념이다. 로렌츠 힘은 전하가 전자기장에 의해 받는 힘을 설명하는 공식으로, 이 공식은 고전 전자기학에서 중요한 위치를 차지하며, 전기차 모터를 비롯한 다양한 전기 장치에서의 전력 변환 및 구동 원리를 설명한다.2. 로렌츠 힘의 정의와 수식로렌츠 힘은 움직이는 전하가 전기장(E)과 자기장(B)에 의해 받는 힘을 나타낸다. F=q(E+v×B)F는 전하가 받는 힘(N, 뉴턴)q는 전하의 크기(C, 쿨롱)E는 전기장(V/m, 볼트/미터)v는 전하의 속도(m/s, 미터/초)B는 자기장(T, 테슬라)v×B는 속도 벡터와 자기장 벡터의 외적(cross product.. 2024. 8. 12.
EV3 전기차는 왜 전륜 구동일까? 이전 전기차의 대세는 후륜 구동이었습니다. 실제로 지금까지 전기차의 대세는 후륜구동이 맞았고 전륜구동의 가속효율이 떨어지는 사람을 부정할 사람은 없을 것입니다.  전기차의 수직항력[고성능 전기차는 왜 후륜 모터를 쓰는가, 차량 수직항력,전륜 수직항력, 후륜최근 저가형 전기차는 전륜구동을 많이 하고 이는 구조적인 특징으로 실제 출력은 떨어질지라도 회생제동에서 큰 강점을 지닌다 그렇다면 그 이유가 무엇일까? 이에 대해 이해하기 위해서는beast1251.tistory.com  실제로 가속 시 수직항력은 뒷바퀴에 집중되니 일반적으로 뒤쪽으로 무게중심을 배치한다면 전륜 대비 높은 효율로 가속하는 것이 가능합니다. 물론 코나 EV 같은 파생차량에서 사용하긴 했지만 이번 기아 EV3는 극한의 효율을 이끌어낸 전륜구이.. 2024. 8. 12.
전기모터의기초(3)[전하와 전기장, 자기장과의 상관관계] 멕스웰 방정식에 대해 논하기 전에 우리는 전기장과 자기장을 어떤 방식의 관계를 가지는지 이해할 필요하가 있다.전자기학은 전하와 전기장, 자기장 간의 상호작용을 다루는 학문으로, 이는 우리가 일상에서 접하는 다양한 전자기 현상을 설명하는 이론적 기초를 제공한다. 전하와 전기장, 자기장의 상호작용우선 전하는 그 자체로 전기장을 형성하며, 이 전기장은 전하 주변에 방사형으로 퍼져나간다. 전기장은 전하가 있는 위치에서 출발해 모든 방향으로 뻗어 나가며, 이 전기장 자체가 공간에 특정한 힘을 생성한다. 이와 달리 자기장은 전기장의 변화로 인해 발생하며, 자기장은 일반적으로 주변으로 퍼져 나가는 원형 패턴을 형성한다.전기장과 자기장 간의 관계는 전자기학에서 매우 중요한 주제로, 이들 간의 상호작용은 같은 차원을 가.. 2024. 8. 12.
전기모터의기초[멕스웰 방정식에 대한 이해] 맥스웰 방정식(Maxwell's equations)은 전자기 현상을 수학적으로 설명하는 네 개의 기본 방정식으로, 전기장(electric field)과 자기장(magnetic field) 간의 상호작용을 체계적으로 나타내는 데 사용된다. 이 방정식들은 제임스 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell)이 19세기 중반에 제시했으며, 전자기학(electromagnetism)의 기초를 확립했다. 맥스웰 방정식은 오늘날 전기공학, 물리학, 통신공학 등 다양한 분야를 통찰하는 학문으로 현대 전기모터는 모두 이이론 기반으로 설계되고 있다.1. 등장 배경 맥스웰 방정식이 등장하기 전, 전자기 현상에 대한 연구는 이미 오랫동안 진행되어 왔다. 18세기 후반에서 19세기 초반에 걸쳐 전기와 자기는 별개의 힘으로.. 2024. 8. 12.
전기모터의기초(2)[전자기력 과 장론] 전기 모터를 이해하기 위해서는 '힘(force)'에 대한 개념과 이의 역사적 발전 과정을 이해하는 것이 필수적이다.  초기 힘에 대한 분석을 시작한 인류는 힘은 물체 간의 근접해서만 작용한다고 믿었고, 이를 근접작용설(Theory of Proximal Action)이라 명명해 주장했다.  그러나 뉴턴은 물체가 서로 떨어져 있어도 힘이 작용할 수 있다는 원격작용설(Theory of Action at a Distance)을 중력 기반으로 대두시켰고, 이 이론을 기반으로, 중력에서 두 물체가 물리적으로 접촉하지 않아도 서로 영향을 미칠 수 있다.라고 담론을 제시하였다.  하지만 기술이 발달함에 따라 이 원격작용설도 완전하지 않다는 것이 밝혀졌고, 현대에 이르러 모든 힘은 '장론(Field Theory)'을 기.. 2024. 8. 12.
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