소형 전기 모터는 펌프, 팬과 같은 보조 장치를 구동하는 현대 자동차뿐만 아니라 다양한 가전제품, 도구, 컴퓨터에서도 찾아볼 수 있습니다.각각의 모터는 개별적으로는 많은 에너지를 소비하지 않지만, 함께 사용하면 상당한 절약 가능성을 제공합니다.

그라츠 공과대학교(TU Graz)의 전기 드라이브 및 전력 전자 시스템 연구소의 Annette Mütze가 이끄는 최근 완성된 "펌프 및 팬 응용 분야용 브러시리스 드라이브를 위한 CD 연구소"의 연구팀은 이제 이러한 잠재력을 더욱 활용하고 있습니다..덕분에혁신적인 디자인, 수정된 제어 기술 및 새로운 제조 기술을 사용하여 여기에서 개발된 브러시리스 통합 드라이브는 에너지를 덜 소비하고 더 조용하게 작동하며 더 가볍습니다.

기울어진 클로는 진동을 감소시킵니다.

예를 들어, 더 큰 클로 폴 모터는 차량 조명 시스템에 사용됩니다.소형 드라이브 장치로서의 용도는 잘 알려져 있지 않습니다.Mütze 팀은 추가 비용이 발생하지 않는 발톱을 기울이고 슬롯을 만들어 이러한 소형 드라이브의 소위 "코깅 토크"를 줄였습니다.이는 모터가 회전할 때 클로의 순간적인 맞물림을 최소화하여 원치 않는 진동을 줄입니다.

"이를 통해 우리는 중요한 소음원을 70%까지 줄일 수 있었습니다. 이는 드라이브가 훨씬 더 부드럽고 조용하게 작동한다는 것을 의미합니다."라고 Mütze는 말합니다.

단순화된 제어로 스위칭 손실 감소

전류 흐름의 단순화된 조절을 통해 효율성이 향상됩니다.펄스 폭 변조는 일반적으로 전류를 조절합니다.모터팬이나 펌프가 제공됩니다.원하는 직사각형 패턴으로 전류가 흐르기 위해서는 많은 스위칭 동작이 필요하지만, 이로 인해 추가적인 에너지 소모가 발생한다.

"우리는 원하는 직사각형당 한 번만 드라이브를 켜고 끕니다"라고 Mütze는 말합니다."이를 통해 우리는 스위칭 손실로 인한 추가 에너지 소비를 상당히 줄일 수 있었습니다."

특히 낮은 전류에서 이러한 드라이브는 기존 펄스 폭 변조를 통해 제어되는 드라이브보다 전체 효율성이 훨씬 뛰어납니다.스위칭 작업 횟수가 대폭 줄어들기 때문에 모터 회로 기판에도 절반의 커패시터가 필요하므로 비용이 절감됩니다.

페라이트 기반 소재의 3D 프린팅

세 번째 혁신은 페라이트 코어를 갖춘 PCB 모터를 구현한 것입니다."PCB"는 "인쇄 회로 기판"을 의미하며 모터의 경우 출력을 생성하는 권선을 의미합니다.자기장드라이브에 필요한 모든 부품은 인쇄 회로 기판으로 설계되었습니다.이를 통해 생산에서 높은 수준의 자동화가 가능합니다.

Mütze 팀은회로 기판3D 프린팅된 페라이트 코어를 사용하여 모터의 자속 유도를 개선했습니다.이는 페라이트 기반의 보다 경제적인 자석을 사용하기 위한 전제조건이었습니다.