전기모터, 전기차] 코일 - 발전방향, 트렌드, 종류, 절연 방법, 엔드턴(end turn)

 

- 코일 발전방향, 트렌드

- 코일의 종류

- 코일 절연 방법

 

 

 코일 발전방향, 트렌드

 

수송/운송 (EV, Elevator, 고속전철 등), 이송장치(자동화 생산설비) 등 모터 자체를 장착한 상태로 움직이는 경우가 증가하고 있어 모터의 소형 경량화가 중요 해지고 있다 + 가성비, 원가절감

 

부산일보

 

모터의 소형 경량화를 위하여 코일의 고집적화가 필수적이다. 이때 절연소재의 고절연 성, 고열전도성(열발산성), 고강도, 절연의 장기 신뢰성이 더욱 중요

 

모터코일을 감을 때 집적도를 높이기 위해 높은 장력으로 와인딩하며, 생산성 향상을 위해 고속도 작업이 이루어지는데 코일의 절연피막 손상이 문제되므로 절연소재는 유연하면서 고인성과 윤활성을 가져야 한다.

 

LS전선, enter news

 

코일도체의 각형화시 코일의 집적도 향상 효과 가 높아 모터의 소형/고율화를 위해 코일 각형화의 중요성이 부각되고 많은 발전히 이루어진 상황이다.

 

2008년까지 각형권선 생산의 일본 독점이 강했지만, 이 시기부터 한국에서도 개발 및 도입

 

 코일의 종류

 

electrical4u

 

 

 

지금도 집중권은 분리형 고정자를 만들 때 자주 사용된다.

 

(원통, 전체 단면에 맞는 강판을 쌓아 고정자를 만드는 것이 아닌, 치 부분만큼의 고정자 파트들을 만들고 이들을 둥그렇게 이어 전기모터 고정자를 구성한다)

 

구글..

 

2022.08.20 - [정리, 공부/자동차, 친환경차] - 전기모터, 전기차] 고정자 회전자의 코어 구성 | 고정자 코어 형태

전기모터, 전기차] 고정자 회전자의 코어 구성 | 고정자 코어 형태

구조적인 용어는 위의 게시글 참고

 

코일 점적률: 슬롯에 순수 권선(구리) 부분이 차지하는 비율 ~ 고정자에서 자기성능을 내는 효율/파워와 연관 된다.

 

그렇기에 분포권 집중권의 환선 (단면이 동그란 형태의 권선)에서 각형 (단면이 네모난 형태의 권선)으로의 기술발전이 있었다.

 

반면 각동선이라 해도 단점은 존재한다.

 

한국자동차공학회 – 현대모비스 - 출력밀도 향상을 위한 하이브리드용 모터 개발

 

 

각동선: 와인딩 어려움, 잘 꺾이지 않아, end turn길이가 길어진다.

 

End turn: 스테이터(고정자)에 권선을 꼽는 식으로 제작이 이루어지는데, 분포권도 그렇고 실질적으로 회전자에 자기적인 영향을 주는 고정자의 길이 만큼을 넘어서는 코일 부분이 있다. 이 부분을 엔드턴(end turn)이라 부른다.

 

이전에 스테이트 및 하우징에 수로부를 둘러 모터를 냉각할 때는

 

엔드턴의 코일부의 냉각이 많이 어려웠다고 알고 있다.

 

지금은 유냉, 기름을 엔드턴/코일에 분사해줌으로써 (물은 아무리 절연을 해두었다 하지만 전기제품에 쏘아보내기가 안전상의 이슈로 마땅치 않다) 직접적이고 효율적인 냉각이 가능하다.

 

회색 고정자 - 위아래 튀어나온 코일(엔드턴)

 

+

액티브 파트: 고정자 코어에 겹치는 코일의 길이는 토크에 기여하는 부분

엑티브 파트를 연결한 End turn의 경우, 전류가 흐르는 통로 역할 + 전동기 출력에는 기여하지 않음 -> 전기적 연결을 위해 필요한 부분

End turns이 길면 길수록 -> 저항 커짐, 동(코일) 사용량 증가(발열량)

 

아래는 헤어핀 코일(각형 코일)의 간단한 제작 과정이다

 

삼우엔지니어링

 

공법/지그 등의 내용이 들어가지만 이는 추후 따로 언급해볼까 한다.

 

 

 

 코일 절연 방법

 

 

절연 위치

 

: 고정자(슬롯, 치, 슈 등의 모든 구조의 표면적) – 절연시스템 – 코일

 

고정자와 코일 그리고 코일간의 사이에서 서로간의 직접적인 전기적 흐름 (손실)이 없도록 방지하는 역할

 

절연 종류

 

: 절연지 / 절연코팅(바니시) / 인슐레이터

 

절연지나 인슈레이터는 구동용 견인 전동기에서 많이 사용된다 하고

 

절연코팅은 소형 전동기나 코일간의 간섭을 방지하는 용도로 많이 사용된다 한다.

 

절연지 - 흥진정공

 

플라스틱 ~ 인슐레이터  - 구글..

 

절연분말 ~ 절연 코팅 (바니시)

 

절연코팅은 바니시라 부르기도 하는데

 

그냥 구리전선 주변의 피막이라 생각하면 되겠다