연동 라미네이션에 대한 간단한 가이드: 훌륭한 모터 스택을 구축하는 방법

전기 모터를 만들거나 설계하는 일을 돕고 있나요? 그렇다면 잘 작동하는 강력한 모터 코어가 매우 중요하다는 것을 알고 계실 것입니다. 고정자 또는 회전자라고 하는 이 코어는 얇은 금속판으로 쌓아서 만들어집니다. 이 스택을 함께 고정하는 기존 방식은 용접하는 것이었습니다. 하지만 훨씬 더 좋은 방법인 인터록드 라미네이션이 있습니다. 이 글에서는 인터록 라미네이션으로 만든 스택이 어떻게 작동하는지 보여드립니다. 이 방법이 왜 더 저렴하고 빠르며 모터가 더 잘 작동하는지에 대해 배우게 될 것입니다. 정말 좋은 모터 스택을 만들기 위한 쉬운 비결을 배우려면 계속 읽어보세요.

라미네이션이란 무엇이며 왜 중요한가요?

간단한 부분부터 시작하겠습니다. 라미네이션은 매우 얇은 강철 조각입니다. 두꺼운 책의 한 페이지라고 생각하면 됩니다. 모터 내부에는 코어에 단단한 강철 조각을 사용하지 않습니다. 대신 매우 얇은 시트를 쌓아 사용합니다. 모든 라미네이션은 전기를 차단하는 얇은 층으로 덮여 있습니다. 이것은 매우 중요한 세부 사항입니다. 이 특수 코팅은 라미네이션 스택에서 전기가 한 시트에서 다른 시트로 이동하는 것을 막습니다.

이 모든 일을 하는 이유는 무엇일까요? 에너지를 낭비하지 않기 위해서입니다. 회전하는 모터는 자기장을 만듭니다. 코어가 단단하다면 이 자기장은 작은 소용돌이처럼 회전하는 전류를 만들 것입니다. 이러한 전류는 열을 발생시켜 에너지를 낭비합니다. 많은 적층(복수의 적층)을 사용함으로써 이러한 전류를 차단합니다. 각 라미네이션은 너무 얇아서 큰 전류가 시작되기 어렵습니다. 이 간단한 트릭은 모터가 더 잘 작동하고 더 적은 전력을 사용하는 데 도움이 됩니다. 하나의 라미네이션은 강력한 모터 스테이터 또는 로터를 만드는 데 사용되는 주요 부품입니다.

라미네이션 스택은 모터에서 어떻게 작동할까요?

이제 라미네이션이 무엇인지 알았습니다. 그렇다면 코어는 어떻게 만들까요? 여러 개의 라미네이션을 가져와서 함께 누릅니다. 이렇게 하면 라미네이션 스택이라고 하는 견고한 코어가 만들어집니다. 이 스택은 스테이터(모터에서 움직이지 않는 부분) 또는 로터(회전하는 부분)를 위한 것일 수 있습니다. 그리고 고정자 스택 중앙에 로터를 위한 큰 구멍이 있습니다. 또한 안쪽에는 하나의 슬롯 또는 여러 개의 슬롯이 있습니다. 구리 권선이 이 슬롯에 들어갑니다. 권선은 전기가 흐르는 전선입니다.

전기가 모든 슬롯의 권선을 통과하면 라미네이션 스택이 강력한 자석으로 변합니다. 이것이 바로 로터 스핀. 이것이 최상의 방식으로 작동하려면 스택의 라미네이션이 매우 단단하게 함께 고정되어야 합니다. 느슨해지면 안 됩니다. 라미네이션 스택을 함께 고정하는 방식에 따라 모터의 비용, 강도, 작동 방식이 달라집니다. 주요 목표는 간단한 적층으로 견고한 고정자 코어를 만드는 것입니다. 이 코어는 전기 회로를 통해 자기장을 올바른 방향으로 유도해야 합니다.

연동 라미네이션이란 무엇이며 어떻게 함께 유지되나요?

그렇다면 스택을 함께 고정하는 가장 좋은 방법은 무엇일까요? 용접, 접착제 또는 볼트를 사용할 수 있습니다. 하지만 더 현명한 방법은 인터록을 사용하는 것입니다. 인터록 라미네이션은 특별한 종류의 라미네이션입니다. 바로 옆에 있는 라미네이션과 함께 잠기도록 만들어졌습니다. 추가 부품 없이도 이 기능을 수행합니다. 두 개의 레고 브릭이 서로 맞물린다고 생각해보세요. 이것이 바로 인터록의 주요 개념입니다. 모든 연동 라미네이션에는 그에 맞는 작은 돌기와 움푹 들어간 부분이 있습니다.

이러한 모양은 제조 공정 중에 만들어집니다. 펀치 프레스라는 기계가 큰 강철 롤에서 라미네이션 모양을 잘라냅니다. 같은 기계로 인터록 모양을 만들 수도 있습니다. 가장 일반적인 종류는 인터록 탭이라고 합니다. 이것은 하나의 라미네이션의 평평한 면으로부터 밀어내는 작은 금속 조각입니다. 이 탭은 옆에 있는 라미네이션의 작은 구멍이나 슬롯에 딱 맞습니다. 겹쳐서 쌓으면 한 라미네이션의 탭이 그 아래 라미네이션의 슬롯에 고정됩니다. 이렇게 하면 매우 튼튼하게 연결됩니다.

펀치가 인터록을 위해 금속을 구부리는 방법을 설명해 주시겠습니까?

인터록을 만드는 마법은 매우 빠르게 일어납니다. 금속을 구부리기 위해 힘을 사용하는 현명한 방법입니다. 제조 과정에서 특수 공구를 사용하여 라미네이션을 펀칭합니다. 예제에서 특정 라미네이션의 이름을 라미네이션 20이라고 지정해 보겠습니다. 기계가 라미네이션 20을 만들 때 공구가 내려와서 표면에 작은 펀치를 만듭니다. 이것은 끝까지 관통하는 구멍을 만들지 않습니다. 대신 한 지점에 작은 구부러짐을 만듭니다. 이 구부러짐이 변형입니다.

이 변형은 작은 돌기나 인터록 탭과 같은 모양을 만듭니다. 이 인터록이 작동하려면 이 작은 변형이 라미네이션 20의 하단에서 튀어나와야 합니다. 동시에 펀치는 스택의 다음 아래쪽 라미네이션의 윗면에 일치하는 움푹 들어간 부분을 만들 수 있습니다. 따라서 라미네이션 20을 위에 놓으면 그 범프가 그 아래 라미네이션의 움푹 들어간 부분에 고정됩니다. 중요한 것은 변형이 제어된다는 것입니다. 강력한 인터록을 만들 수 있을 만큼 충분히 커야 하지만 라미네이션의 자기 특성을 손상시키지 않을 만큼 충분히 작아야 합니다. 펀치 프레스는 이 부품을 제조하는 장치와 방법에서 매우 중요한 부분입니다.

라미네이션의 인터록 모양에는 어떤 종류가 있나요?

인터록 모양이 모두 같은 것은 아닙니다. 엔지니어들은 인터록 라미네이션을 옆에 있는 라미네이션과 연결하기 위해 여러 가지 현명한 방법을 고안해냈습니다. 선택하는 인터록의 종류는 모터의 크기, 라미네이션의 두께, 제조 비용에 따라 달라집니다. 몇 가지 일반적인 종류를 살펴보겠습니다.

• 더브테일 또는 V-인터록: 이것은 매우 일반적인 인터록입니다. 도구가 펀칭을 할 때 한 라미네이션에 V자 모양의 변형을 만듭니다. 이 V자 모양은 다음 라미네이션의 V자 홈에 고정됩니다. 반으로 자르고 옆면을 보면 자물쇠의 열쇠처럼 보일 것입니다. 그래서 튼튼합니다.
• 직사각형 인터록: V 인터록과 비슷하지만 펀치가 직사각형 범프와 슬롯을 만듭니다. 이 인터록 탭은 두꺼운 라미네이션에 많이 사용됩니다.
• 링 및 그루브: 원형 라미네이션의 경우 원형 모양의 링을 표면에서 위로 밀어 올릴 수 있습니다. 이 링은 다음 라미네이션의 홈에 고정됩니다.
• 돌출부와 홈: 다른 말로 하면 홈과 연동되는 돌출부를 사용하는 것입니다. 펀치는 돌출부인 작은 돌기를 만듭니다. 이러한 돌기는 돌출부에 형성되어 작은 홈인 홈과 맞물립니다. 이 방법은 각 부품에 융기가 형성된 적층 어셈블리를 제조하는 방법의 일부입니다. 돌출부에 형성된 융기는 부품이 인접한 라미네이션의 홈과 맞물릴 때 단단히 맞물리게 합니다. 스택에 배치된 각 라미네이션은 더 튼튼하게 만드는 데 도움이 됩니다.

연동 라미네이션이 용접 스택보다 더 나은 선택인 이유는 무엇인가요?

수년 동안 라미네이션 스택을 조립하는 일반적인 방법은 외부를 용접하는 것이었습니다. 용접은 튼튼하지만 모터에 문제가 생길 수 있습니다. 용접에서 발생하는 매우 강한 열은 각 라미네이션의 특수 코팅을 손상시킵니다. 기본적으로 라미네이션 스택의 가장자리를 녹여 한 조각으로 만듭니다. 이렇게 하면 에너지를 낭비하는 전류의 경로가 만들어지는데, 앞서 이야기한 바와 같습니다.

스택을 용접하면 고정자 외부에 단락이 발생합니다. 이는 자기 특성을 해치고 모터가 더 많은 전력을 사용하게 만듭니다. 인터록 라미네이션은 이러한 문제가 전혀 없습니다. 용접이 없기 때문에 각 라미네이션의 코팅이 손상되지 않습니다. 인터록은 열을 사용하지 않고도 강력한 연결을 만들어냅니다. 따라서 모터가 더 잘 작동하고 에너지 낭비가 적습니다. 인터록으로 만든 스택을 보면 훨씬 깔끔해 보입니다.

다음은 두 가지 방법을 비교할 수 있는 간단한 표입니다:

연동된 라미네이션 스택을 어떻게 조립하나요?

인터록 라미네이션의 가장 큰 장점은 조립이 매우 쉽다는 점입니다. 제조 방법은 종종 한 단계로 모두 완료됩니다. 스탬핑 프레스에서 라미네이션이 쌓이고 함께 고정됩니다. 펀치를 사용하여 강철 코일에서 라미네이션을 자르는 기계를 생각해보세요. 이 라미네이션을 20이라고 부르겠습니다. 이 라미네이션 20은 그 아래에 쌓여 있는 스택 위로 바로 밀려 내려갑니다.

프레스의 힘으로 라미네이션 20의 인터록 탭이 이미 스택에 있는 라미네이션의 움푹 들어간 부분으로 밀려 들어갑니다. 상단에 위치한 라미네이션이 하단의 라미네이션과 잠깁니다. 이 과정은 매분 수백 번씩 반복됩니다. 새로운 라미네이션이 절단될 때마다 바로 늘어나는 라미네이션 스택에 추가됩니다. 이 과정은 스택이 적당한 높이가 될 때까지 계속됩니다. 그 후 완성된 스테이터 또는 로터 코어가 기계 밖으로 밀려 나옵니다. 스택을 제조하는 이 장치와 방법은 매우 빠르며 시간을 낭비하지 않습니다. 이 스택 제조 방법은 별도의 용접을 추가하는 것보다 훨씬 빠릅니다.

라미네이션을 만들 때 무엇이 잘못될 수 있을까요?

연동 라미네이션 시스템은 훌륭하지만 제조 공정은 매우 정확해야 합니다. 작은 실수가 큰 문제로 이어질 수 있습니다. 큰 문제 중 하나는 작은 실수가 쌓일 때입니다. 이를 오류 누적이라고 합니다. 각각의 인터록이 조금만 어긋나도 이러한 작은 실수가 쌓여 큰 스택이 될 수 있습니다. 이로 인해 라미네이션 스택이 비뚤어지거나 뒤틀릴 수 있습니다. 가장 위쪽의 라미네이션이 아래쪽의 라미네이션과 정렬되지 않을 수도 있습니다.

또 다른 문제는 금속이 잘못된 방향으로 구부러진 경우입니다. 이것은 잘못된 변형입니다. 펀치가 너무 세게 내리치면 너무 많은 변형이 발생하여 라미네이션이 손상될 수 있습니다. 이는 자성 특성에 해를 끼칠 수 있습니다. 펀치가 충분히 세게 치지 않으면 인터록이 약해져 라미네이션 스택이 분리될 수 있습니다. 인터록을 펀칭하는 데 사용되는 도구는 완벽한 모양을 유지해야 합니다. 좋은 제조 방법의 목표는 하나의 작은 영역에 굽힘을 유지하여 인터록이 있는 곳에만 변형을 국한시키는 것입니다. 이렇게 하면 나머지 라미네이션이 보호됩니다.

연동 라미네이션은 모터의 자기 특성을 어떻게 변화시키나요?

고정자 또는 회전자 코어의 주요 역할은 자기장이 어디로 가야 하는지를 보여주는 것입니다. 강철을 어떤 식으로든 변경하면 자기 특성이 바뀔 수 있습니다. 우리가 알다시피 용접은 적층 사이에 단락을 일으키기 때문에 매우 나쁩니다. 인터록이 훨씬 낫지만 완전히 완벽하지는 않습니다. 펀치에 의한 변형은 강철에 약간의 응력을 가합니다. 이 응력은 그 작은 지점에서 자기 특성을 약간 변화시킬 수 있습니다.

하지만 엔지니어들은 이 문제를 최대한 작게 만들기 위해 매우 열심히 노력합니다. 그들은 인터록을 최대한 작으면서도 강하도록 설계합니다. 그리고 자기장이 그다지 중요하지 않은 라미네이션 부분에 인터록 모양을 배치합니다. 예를 들어, 와인딩이 있는 톱니에서 멀리 떨어진 곳에 배치하는 경우가 많습니다. 인터록의 작은 효과는 불량 용접을 제거함으로써 얻는 큰 개선 효과에 대한 작은 트레이드 오프입니다. 잘 만들어진 인터록은 매우 잘 작동하는 모터를 만드는 적층 스택을 만드는 데 도움이 됩니다.

라미네이션 및 고정자 기술의 다음 단계는 무엇인가요?

전기 모터의 세계는 항상 발전하고 있습니다. 자동차, 가전제품, 공장 공구를 만드는 회사들은 모두 더 작고, 더 저렴하며, 더 강력한 모터를 원합니다. 이는 라미네이션과 고정자에 대한 기술이 개선되어야 한다는 것을 의미합니다. 우리는 훨씬 더 복잡한 능선을 가진 새로운 제조 적층 어셈블리를 보고 있습니다. 이러한 설계는 변형을 줄이면서 훨씬 더 강력한 인터록을 제공합니다.

새로운 종류의 재료도 적층에 사용되고 있습니다. 더 나은 자기 특성을 가진 더 얇은 강철은 더 적은 전력을 사용하는 모터를 만드는 데 도움이 되고 있습니다. 이러한 부품을 제조하는 장치와 방법도 점점 더 좋아지고 있습니다. 매우 빠른 프레스와 더 스마트한 도구로 적층 스택을 매우 세심하게 제조할 수 있어 모든 것이 정확합니다. 간단한 연동 라미네이션은 전기 모터, 전기자 및 발전기의 미래를 구축하는 데 매우 중요한 부분이 될 것입니다. 얇은 철판에 간단한 펀치 한 번으로 강력한 모터가 탄생합니다.

기억해야 할 중요한 사항

• 라미네이션은 큰 문제입니다: 모터 코어는 하나의 단단한 강철 조각이 아니라 여러 겹의 적층으로 이루어져 있습니다. 따라서 에너지 낭비가 적습니다.
• 인터록은 용접보다 훨씬 낫습니다: 인터록 라미네이션은 유해한 용접이 아닌 기계식 잠금장치를 사용합니다. 따라서 모터가 더 잘 작동합니다.
• 라미네이션에 작은 변형을 일으키는 펀치로 인터록을 만드는 과정은 간단합니다. 이렇게 하면 다음 시트에 고정되는 탭이 만들어집니다.
• 정확성이 가장 중요합니다: 연동된 라미네이션 스택을 조립하는 제조 공정은 실수가 발생하지 않도록 매우 정확해야 합니다.
• 인터록을 사용하면 모터 스테이터 또는 로터가 더 저렴하게 작동하고 전력 사용량이 줄어든다는 점은 분명합니다.