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영구자석 동기모터와 플랫와이어 모터의 NVH 성능 장단점 비교
영구자석 동기모터(PMSM)는 동기모터 구조에 영구자석을 활용한 모터의 일종이다. 고정자, 회전자, 영구자석으로 구성됩니다. PMSM의 작동 원리는 전자기 유도 및 전자기력 법칙을 기반으로 합니다. 모터에 전원이 공급되면 고정자에 흐르는 전류가 회전자에 있는 영구 자석의 자기장과 상호 작용하여 토크를 생성하는 자기장을 생성합니다. 로터에 가해지는 토크로 인해 로터가 회전하여 모터가 작동할 수 있습니다.
PMSM의 소음 발생 메커니즘에는 주로 토크 리플과 방사형 힘파가 포함됩니다. 토크 리플은 자기장의 불균일성, 고정자 전류의 불안정성 또는 회전자 비대칭으로 인해 발생할 수 있는 토크 생성의 불안정성으로 인해 발생합니다. 토크 리플은 모터 진동과 소음을 유발합니다.
방사형 힘파는 모터의 자기장의 불균일성으로 인해 생성됩니다. 작동 중에 고정자와 회전자 사이의 고르지 않은 자기장 분포로 인해 회전자에 반경 방향 힘이 발생합니다. 이러한 방사형 힘은 진동과 소음을 유발합니다.
따라서 PMSM의 소음을 줄이려면 토크 리플과 방사형 힘 파동을 해결하는 것이 필수적입니다. 이는 모터 설계 및 제조 공정을 개선하여 토크 안정성과 자기장 균일성을 향상함으로써 달성할 수 있습니다. 또한 영구 자석 재료를 적절하게 선택하고 작동 온도를 낮추는 것도 소음 수준을 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.
플랫 와이어 모터는 코일이 평면 구성으로 감겨 있는 모터 유형입니다. 고정자, 회전자, 코일로 구성됩니다. 플랫 와이어 모터의 작동 원리도 전자기 유도 및 전자기력 법칙을 기반으로 합니다. 전원이 공급되면 고정자의 전류는 회전자 코일의 자기장과 상호 작용하여 토크를 생성하는 자기장을 생성합니다. 로터에 가해지는 토크로 인해 로터가 회전하여 모터가 작동할 수 있습니다.
플랫 와이어 모터의 소음 발생 메커니즘에는 유사하게 토크 리플과 방사형 힘파가 포함됩니다. 토크 리플은 자기장의 불균일성, 코일 전류 불안정 또는 회전자 비대칭으로 인해 발생할 수 있는 토크 생성의 불안정성으로 인해 발생합니다. 토크 리플은 모터 진동과 소음을 유발합니다.
방사형 힘파는 모터의 자기장의 불균일성으로 인해 생성됩니다. 작동 중에 고정자와 회전자 사이의 고르지 못한 자기장 분포로 인해 회전자에 방사형 힘이 발생하여 진동과 소음이 발생합니다.
플랫 와이어 모터의 소음을 줄이려면 토크 리플과 방사형 힘 파동을 해결해야 합니다. 이는 모터 설계 및 제조 공정을 개선하여 토크 안정성과 자기장 균일성을 향상함으로써 달성할 수 있습니다. 또한 코일 재료를 적절하게 선택하고 작동 온도를 낮추면 소음 수준을 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.
PMSM과 비교하여 플랫 와이어 모터는 NVH(소음, 진동 및 가혹함) 측면에서 다음과 같은 이점을 제공합니다.
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낮은 소음: 플랫 와이어 모터는 독특한 구조 설계로 인해 전자기 노이즈 발생을 줄일 수 있습니다. PMSM에 비해 작동 중에 전자기 잡음이 덜 발생합니다.
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낮은 진동: 플랫와이어 모터의 구조설계로 기계적 진동을 최소화하였습니다. PMSM에 비해 기계적 진동 수준이 낮습니다.
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더 높은 강성: 플랫와이어 모터는 구조적 강성이 높아 기계적 진동의 전달 및 전파를 줄입니다. PMSM에 비해 작동 중 더 나은 구조적 강성을 보여줍니다.
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더 나은 저속 성능: 플랫와이어 모터는 저속에서 좋은 성능을 발휘하여 작동 중 소음과 진동을 줄입니다.
이러한 장점은 상대적이며 플랫 와이어 모터가 모든 측면에서 PMSM보다 우수하다는 것을 의미하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 실제 응용 분야에서는 플랫 와이어 모터와 PMSM 간의 성능 차이를 실제 요구 사항과 적절한 모터 유형을 선택하는 시스템 요구 사항을 기반으로 종합적으로 평가해야 합니다.