요약 보고서
요약: 전기 추진 시스템은 극도의 토크 밀도, 초고속 동작 주파수(>1,000Hz), 그리고 엄격한 열 방출을 요구함에 따라 기존의 연속 링 스테이터 적층 구조는 물리적 및 경제적 한계에 부딪힙니다. 본 기술 백서는 서브마이크론 프로그레시브 스탬핑 및 무응력 백랙(Backlack) 자가 접착 기술이 통합된 분할형 스테이터 구조가 권선 슬롯 제약을 극복하고, 고주파 코어 손실을 획기적으로 줄이며, 글로벌 Tier-1 OEM을 위한 실리콘 강 폐기물을 최소화하는 방법을 평가합니다.1. 고주파 응용 분야에서 연속 링 고정자의 물리적 병목 현상
기존의 브러시리스 DC 모터(BLDC), 영구 자석 동기 모터(PMSM) 및 견인 모터에서는 연속 링 고정자 설계로 인해 권선 바늘이 좁은 슬롯 개구부를 통과해야 합니다. 이로 인해 세 가지 중요한 엔지니어링 제약이 발생합니다.
슬롯 충진 제한(I2R 구리 손실 급증)
폐쇄형 또는 반폐쇄형 슬롯에 내부 니들 와인딩을 적용하면 슬롯 충진율이 약 55%~65%로 제한됩니다. 도체 부피가 제한되면 상 저항이 직접적으로 증가하여 과도한 동손실(I²R)이 발생하고 최대 전류에서 과열이 초래됩니다.
끝단 돌출부 및 과중량
연속형 고정자에 수동 또는 바늘 감기를 하면 길고 활용되지 않는 구리 끝단 권선이 생성되어 토크를 발생시키지 않고 불필요한 무게만 추가됩니다.
원자재 비용 비효율성
전기강 코일에서 원형 고정자 링을 스탬핑하는 과정에서 내부 구멍과 슬롯에 엄청난 양의 스크랩이 발생하여 재료 활용률이 45%~55%라는 매우 낮은 수준으로 떨어집니다.
2. 아키텍처 전면 개편: 집중형 직접 치형 권선 및 모듈형 토폴로지
고정자를 개별적인 T자형 치형 적층체로 분할함으로써 모터 조립은 내부적인 제약이 있는 퍼즐에서 외부적인 제약이 없는 제조 공정으로 전환됩니다.
A. 직접 치형 권선(집중 권선)
자동 CNC 와인딩 플라이어는 각 치형을 개별적으로 추출함으로써 공간적 제약 없이 외부에서 작동합니다. 이를 통해 다음과 같은 이점이 있습니다.
- 정밀 선형 권선 또는 직사각형 평선 사용을 통해 슬롯 충진율을 60%에서 78%~82% 이상으로 향상시킵니다.
- 끝단 권선 길이를 최소화하여 전체 구리 질량을 최대 18%까지 줄이고, 상 저항을 크게 낮춥니다.
- 외부 보빈/치 감기 과정에서 기계적 마모가 전혀 없어 절연지 수명이 연장됩니다.
B. 고품질 전기강판의 재료 최적화
0.1mm~0.2mm의 초박형 전기강판 또는 코발트-철(CoFe) 연자성 합금을 사용하는 고주파 모터의 경우, 원자재 비용이 전체 스택 비용의 65% 이상을 차지합니다. 프로그레시브 다이를 이용한 모듈식 치형 네스팅은 펀칭 스크랩을 획기적으로 줄여 실리콘 강판 소재 활용률을 85%~90%까지 높이고 전체 BOM 비용을 최적화합니다.
3. 백랙 셀프 본딩을 통한 기생 공극 및 응력 문제 해결
역사적으로 모터 설계자들은 두 가지 주요 기술적 위험 때문에 분할형 고정자를 기피해 왔습니다. 하나는 분할 접합면의 기생 공극이고, 다른 하나는 레이저 용접이나 맞물림 리벳으로 인한 코어 손실 급증입니다.
유유 컴퍼니는 초미세 초경 공구와 백랙(자체 접착 코팅) 기술의 시너지 효과를 통해 이러한 단점을 해결합니다.
| 핵심 엔지니어링 지표 | 표준 일체형 스테이터 | 분할형(레이저 용접/리벳 접합) | 유유 컴퍼니 백랙 분할형 스테이터 |
|---|---|---|---|
| 접합부 공차 및 간격 | 해당 없음 (연속 링) | 0.015mm - 0.030mm (높은 자기저항) | ≤ 0.008 mm (무시할 수 있는 자기저항) |
| 층간 단락 회로 | 낮음 (펀칭 스트레스만 해당) | 높음 (용접 이음매 단락 판금) | 제로(순수 에폭시 절연 장벽) |
| 고주파수 코어 손실(W/kg) | 기준 참조 | 손실 증가율 +20% ~ +35% | 용접식 스택 대비 12% 손실 감소 |
| 구조 전단 강도 | 높은 | 국소적 응력 집중 | 20 MPa 이상 전면 접착력 |
| 음향 소음/NVH 감쇠 | 보통의 | 불량 (느슨한 부분 진동) | 우수한 성능 (폴리머 매트릭스가 하모닉스를 감쇠시킵니다) |
기술적 혁신: 백랙이 단락 회로를 제거하는 방법
기존의 레이저 용접 방식은 적층판 가장자리에 전도성 브리지를 생성하여 판재 간 절연을 파괴하고, 고주파(400Hz 이상)에서 거대한 와전류 루프를 발생시킵니다. 당사의 사전 코팅된 B단계 에폭시 실리콘 강판은 정밀한 열압축 사이클을 거쳐 스탬핑, 조립 및 경화됩니다. 완전히 가교된 폴리머는 기계적 스트레스를 가하지 않고 적층판 표면적의 100%를 결합시켜 원재료의 고유한 히스테리시스 루프를 유지합니다.
4. 정밀 제조 및 품질 관리 프로토콜
유유 컴퍼니는 항공우주, 자동차 및 의료 분야에 사용되는 완벽한 분할형 고정자 적층판을 제공하기 위해 전 과정에 걸친 품질 관리 체계를 시행합니다.
5. 글로벌 OEM을 위한 DFM 프로토타이핑 및 대량 생산 역량
IATF 16949 인증 모터 코어 제조업체인 Youyou Company는 해외 조달 및 기술 엔지니어링 팀을 위해 포괄적인 제조 용이성 설계(DFM) 지원을 제공합니다.
- 신속 프로토타이핑(7~10 영업일): 와이어 방전 가공(Wire-EDM) 및 고정밀 레이저 절단과 맞춤형 경화 장치를 결합하여 툴링 승인 전 신속한 기능 테스트를 진행합니다.
- 확장 가능한 대량 생산: 고속 프로그레시브 스탬핑 프레스(100톤~300톤)를 통해 연간 수백만 개의 정밀 스테이터 세그먼트를 생산하며, CMM 및 엡스타인 프레임 테스트를 통한 완벽한 추적성을 제공합니다.
- 글로벌 공급망 정렬: RoHS, REACH 및 ISO 9001 규정을 준수하며, 모든 자재에 대한 인증(엡스타인 코어 손실 곡선, 인장 시험 데이터 및 코팅 두께 보고서)을 보유하고 있습니다.
백랙 분할형 고정자 구조로 고주파 모터 성능 최적화
분할형 치아 DFM 타당성 평가, 백랙 열접착 분석 또는 신속 프로토타이핑(7~10일 소요)을 위해 3D CAD 모델 또는 도면을 제출하십시오.
분할형 고정자 코어 및 백랙 적층판의 품질 관리
유유 컴퍼니는 정밀 모터 적층 제조 전문 기업으로서, 분할형 스테이터 구조 및 백랙 자가 접합 적층 구조에 대해 전 공정 품질 관리를 시행합니다. 0.1mm~0.2mm의 초박형 실리콘 강판을 사용한 서브마이크론 프로그레시브 스탬핑, 무응력 열압착 접합, 그리고 서브마이크론 접합 간극 테스트를 결합하여 고주파 전기 추진, 항공우주 액추에이터 및 고회전 모터에 적합한 고충실도, 초저손실 스테이터 세그먼트를 제공합니다.
원자재 검증 및 코팅 품질 보증: 고품질 전기강판(0.1mm~0.2mm 초박형 실리콘 강판 및 연자성 합금)에 대해 100% 재료 인증서 검증 및 로트 추적성을 보장합니다. 당사는 연속 스탬핑 공정 전에 두께 균일성, 절연 코팅 저항 및 B-H 손실 곡선을 엄격하게 검사합니다.
초정밀 펀칭 및 미세 버 높이 제어: 맞춤형 초경 프로그레시브 다이는 세그먼트 치형 피치 공차를 ±0.005mm 이내로 유지합니다. 엄격한 미세 버 제어(<0.005mm)는 층간 단락을 방지하고 개별 치형의 완벽한 조립을 보장합니다.
백랙 열 접착 및 기계적 응력 제로: 온도 및 압력 제어 경화 공정으로 리벳 체결이나 모서리 용접이 필요 없습니다. 이 전면 에폭시 접착은 원래의 자기 투과율을 유지하고 용접으로 인한 와전류를 제거하며 전단 강도를 극대화합니다(>20 MPa).
접합부 간극 측정 및 고정자 코어 테스트: 광학 좌표 측정기(CMM)를 사용하여 접합부 인터페이스 간극이 0.008mm 미만으로 유지되도록 하여 기생 자기 저항을 최소화합니다. 100% 코어 손실(W/kg) 테스트를 통해 OEM의 고주파 효율 사양을 엄격하게 준수합니다.
자주 묻는 질문
분할형 고정자 구조, 백랙 자가 접착 기술, 초박형 실리콘 강판 적층(0.1mm~0.2mm), 직접 치형 권선 및 고주파 코어 손실 감소에 대한 기술적 통찰력.
분할형 고정자가 연속형 고정자에 비해 갖는 주요 전자기적 이점은 무엇입니까?
분할형 고정자 구조는 개별 치아를 외부에 감을 수 있도록 하여 권선 공간 제약을 해소합니다.これにより 슬롯 충진율이 약 60%에서 78%~82% 이상으로 향상되어 구리 저항(I²R 손실)이 크게 감소합니다. 또한, 전기 강판 코일의 분할형 네스팅은 원자재 활용률을 85%~90%까지 높입니다(기존 일체형 링 고정자의 경우 약 50%).
분할형 고정자 치 스택에서 백랙(자가 접착 코팅)이 중요한 이유는 무엇입니까?
기존의 레이저 용접이나 리벳 체결 방식은 적층판 가장자리에 전도성 브리지를 형성하여 심각한 층간 단락과 고주파(400Hz 이상)에서 와전류 스파이크를 발생시킵니다. 백랙(Backlack) 기술은 기계적 스트레스 없이 경화되는 전체 표면 B단계 에폭시 접착 방식을 사용합니다. 이 기술은 층간 단락을 완전히 방지하고, 용접 적층판에 비해 코어 손실을 12% 감소시키며, 높은 전단 강도(20MPa 이상)를 제공합니다.
유유 컴퍼니는 세그먼트 접합면에서 발생하는 기생 공극을 어떻게 제거합니까?
세그먼트 접합부의 기생 공극은 자기 저항을 증가시키고 모터 토크를 저하시킵니다. 유유(Youyou) 사는 서브마이크론 정밀도의 프로그레시브 카바이드 툴링을 사용하여 톱니 쐐기 공차를 ±0.005mm 이내로, 미세 버 높이를 5미크론 미만으로 제어합니다. 이를 통해 조립 접합부 간격이 0.008mm 이하인 완벽한 맞물림을 보장하여 기생 저항을 사실상 무시할 수 있도록 합니다.
고회전 분할형 고정자에 권장되는 실리콘강 등급 및 두께는 무엇입니까?
초고주파 및 고회전 모터용으로, 당사는 0.10mm~0.20mm 두께의 초박형 비방향성 실리콘 강판 적층재는 물론, 방향성 강판 및 고성능 코발트-철(CoFe) 합금(예: Vacodur 49/1J22)을 가공합니다. 얇은 강판은 소형 전기 추진 장치 및 의료 로봇 모터에서 고주파 히스테리시스와 와전류 손실을 획기적으로 줄여줍니다.
유유 컴퍼니는 시제품 개발과 양산 과정에서 각각 어떤 지원을 제공하나요?
당사는 글로벌 OEM을 대상으로 전 생애주기 DFM 엔지니어링 지원을 제공합니다. 신속한 연구 개발 프로토타이핑을 위해 맞춤형 와이어 방전 가공(EDM) 또는 레이저 커팅 방식의 백랙(Backlack) 세그먼트 샘플을 7~10 영업일 내에 제공합니다. 양산의 경우, 당사의 고속 프로그레시브 스탬핑 프레스(100~300톤)를 통해 엄격한 IATF 16949 품질 프로토콜에 따라 연간 수백만 개의 접착식 치아 세그먼트를 생산합니다.
고주파 코어 손실을 제거하고 전기 모터의 열 병목 현상을 극복할 준비가 되셨습니까?
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기존의 일체형 링 스테이터는 물리적 한계로 인해 슬롯 충진율이 약 60%에 그치고, 과도한 구리(I²R) 손실이 발생하며, 값비싼 전기강을 최대 50%까지 낭비하는 문제가 있습니다. 초박형 실리콘 강(0.10mm~0.20mm) 및 고성능 합금 가공은 물론, 첨단 Backlack 자가접착 기술을 보유한 경험 많은 모터 코어 제조업체를 찾고 계십니까? Youyou Company는 고속 전기 추진, 드론 모터, 의료 로봇 및 항공우주 액추에이터를 위한 저손실 턴키 스테이터 솔루션을 제공합니다. 서브마이크론 카바이드 스탬핑, 직접 치형 권선 최적화 및 응력 없는 Backlack 열 경화 기술을 통합하여 층간 단락을 제거하고, 슬롯 충진율을 최대 82%까지 높이며, 재료 활용률을 90%까지 향상시켜 신속한 엔지니어링 프로토타이핑에서 자동화된 양산으로의 전환을 원활하게 지원합니다.
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