테슬라 모델 3의 전동기 - 그 배후의 뛰어난 엔지니어링

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출처: https://richcat.tistory.com/entry/강력추천-바베큐-그릴 [리치캣의 현재 그리고 미래:티스토리]

테슬라 모델 3의 전동기 - 그 배후의 뛰어난 엔지니어링

https://www.youtube.com/watch?v=yoMacYviZhg

테슬라 모델 3의 엔진 개발에서 놀라운 디자인 변화?

테슬라 전동기 엔지니어들은 모델 3 개발 과정에서 전통적인 축기법 대신 IPM(Interior Permanent Magnet) 전동기를 선택했어요.

IPM 전동기는 기존 전동기와는 다른 설계로, 자기 작용과 저항 작용을 모두 활용해 기존 전동기에 비해 효율적이예요.

또한 장거리 주행 시 3-4%의 손실이 있어 비효율적인 유도 전동기와 달리 IPM 전동기는 더 낮은 시작 회전력을 제공해서 효율적인 것이 특징입니다.

테슬라는 이 엔진을 모델 S의 유도 전동기에 교체했다고 해요.

영구자석 전동기의 특징은?

영구자석 전동기는 2 자기장 사이의 흡인력으로 작동해요.

제어기를 사용하여 양호한 시동 회전력을 발생시키며, 회전자의 에너지 손실이 없어요.

농형 회전자 대신 4개의 영구자석을 견고한 철 실린더에 배치하여 하나의 고효율 영구자석 회전자로 제작되었어요.

이 기술은 전기 자동차에 적용되었으며, 스마트 컨트롤러에서 각도 조절 및 추가 회전력을 제어합니다.

과전자 없이 효율적으로 작동하죠.

동기 저항 전동기의 설계에서 영구자석과 철의 활용 방법

고속 주행에 적합한 동기 저항 전동기는 영구자석과 철의 특성을 조화롭게 활용해요.

운전 시 고속 주행에서 성능이 떨어지는 영구자석 전동기 대신, 영구자석에 의해 생성된 자기장을 고정자에 연결하여 전동력을 생성하는 역기전력을 활용해요.

또한 고속 작동을 위해 철의 자기 저항 특성을 이용하여 설계를 수정하며, 회전자의 위치에 따라 회전자의 자기 저항이 변합니다.

이 때 회전자가 항상 저 자기 저항 상태에 도달할 수 있도록 설계를 해요.

이렇게 설계된 동기 저항 전동기는 영구자석 전동기에 비해 역기전력 문제가 없어 효율적으로 작동합니다.

또한 영구자석을 철심 안에 배치하여 설계를 통합하면 역기전력을 감소시키고 더욱 효율적인 작동이 가능해집니다.

내부 영구자석 동기 정전 동기를 분석한 방법은?

내부 영구자석 동기 정전 동기 설계의 특징인 자기장 배열과 회전력 곡선의 분석을 통해 이 문제를 해결했어요.

솔리드웍스 FEA 소프트웨어를 활용하여 자기장 배열을 생성했답니다.

그리고 이 디자인에서, 이전에 둔게였던 영구자석과 자기장 부분이 RF 위치에 대해 전혀 다른 행동을 한다는 것을 발견하여 각각 따로 분석해보았어요.

최신 IP MC 날램 설계에서는 철심이 제거되고 연구자성만을 보유하여 자기 회전력을 생성해요.

그러나 회전자의 철 부분은 기술에 대해 상반된 영향을 주며 각도에 따라 자기 회전력이 변화한다는 것을 알아냈어요

테슬라 모델 3의 전동기는 어떤 특징을 가지고 있나요?

테슬라 모델 3은 자기장 효과와 영구자석을 결합한 전동기를 사용해요.

이전동기의 최대 회전력을 얻기 위해 RF각도를 50도로 맞추며, 이를 보장하기 위해 자동차 시동 시 알마 알도의 각도를 맞춘답니다.

전동기는 속도가 증가하면서 영구자석의 고정자 코일에서 역기전력을 유도하는데, 이를 극복하기 위해 테슬라는 낮은 자기장과 AF를 사용해요.

테슬라의 전동기는 내부 상의 이류를 막아줌으로써 과열을 방지하는 등 신뢰성을 높이는 기술을 사용하며, 다른 회사들과 비교해 높은 효율성과 강력한 회전력으로 2V 분야에서 새로운 기준을 세우고 있답니다.