전기 자동차 모터가 고속으로 회전할 때 위치 센서는 회전 샤프트의 매 순간 각도 변화를 놀라운 정밀도로 측정합니다. 이 모든 것에 대한 보증은 눈에 띄지 않는 보호 쉘에서 비롯됩니다.
서보 모터 시스템의 핵심 위치 감지 요소인 자기 저항 리졸버는 국방, 산업, 특히 신에너지 전기 자동차와 같은 분야의 혹독한 작동 조건에서 아크초 수준의 정밀 위치 신호를 제공할 수 있습니다. 이 정밀도 수준은 360도 원 내에서 0.0001도의 작은 각도 변화를 구별하는 것과 같습니다.
그러나 레졸버 권선에 사용되는 에나멜선은 대부분 직경이 0.2mm 미만이어서 매우 취약합니다. 적절한 보호가 이루어지지 않으면 약간의 기계적 충격, 온도 변화 또는 화학적 부식으로 인해 신호가 왜곡되거나 장치가 손상될 수도 있습니다.
01 기술적 과제
자기 저항 리졸버의 작동 원리는 영리한 설계를 기반으로 합니다. 즉, 회전자의 특수한 모양으로 인해 에어 갭이 정현파로 변하게 됩니다. 회전자가 회전하면 2상 출력 권선이 사인-코사인 관계의 신호를 생성하여 기계적 회전 각도를 정확하게 반영합니다. 이 프로세스는 자기장 분포의 안정성에 대한 요구가 매우 높습니다.
초기 리졸버는 권선을 보호하기 위해 주로 포팅 및 캡슐화 구조를 사용했습니다. 이러한 전통적인 방법에는 분명한 한계가 있었습니다. 첫째, 구조는 분리할 수 없었습니다. 즉 국부적인 손상으로 인해 장치가 완전히 폐기되는 경우가 많았습니다. 둘째, 캡슐화 재료의 열팽창 계수가 권선의 열팽창 계수와 일치하지 않아 경화 중 및 고온/저온 충격 하에서 권선 변위 및 변형이 발생했습니다.
권선 변형은 육안으로는 거의 감지할 수 없지만 사인 및 코사인 파형의 왜곡으로 이어져 리졸버 정확도에 직접적인 영향을 미치고 권선 개방 회로를 유발할 수도 있습니다.
02 보호쉘의 진화
열악한 작동 조건에 대한 엔코더의 허용 오차에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 권선 보호 기술도 지속적으로 발전했습니다.
부분적으로 포팅된 구조는 한때 절충안이었습니다. 포팅 층은 권선의 노출된 표면에만 적용되었습니다. 선택된 재료는 높은 절연 저항과 기계적 강도를 가질 뿐만 아니라 권선과 일치하는 열팽창 계수를 보장합니다.
그러나 이 보호 방법은 아직 충분히 포괄적이지 않았으며 외부 환경의 잠재적 영향으로부터 권선을 완전히 분리할 수 없었습니다.
최신 자기 저항 리졸버의 설계 매개변수는 매우 엄격합니다. 작동 온도 범위는 -55°C ~ +155°C에 달하고, 최대 회전 속도는 60,000RPM에 달하며, 강한 진동과 충격을 견디려면 높은 보호 등급이 필요합니다.
이러한 성능 요구 사항에 따라 분리 가능한 주택 보호 구조가 점차 주류 솔루션이 되었습니다.
03 현대적인 디자인
자기 저항 리졸버 보호 쉘은 다양한 애플리케이션 요구 사항에 맞춰 다양한 설계를 개발했습니다. 분리형 하우징 구조 는 가장 대표적인 디자인 중 하나로 코어, 보빈, 권선, 하우징의 네 가지 주요 부품으로 구성됩니다.
보빈은 코어에 걸쇠를 걸고 권선은 보빈에 감겨 있으며 보빈의 상단과 하단에는 하우징이 장착되어 권선을 내부에 넣습니다. 하우징과 보빈은 분리 가능한 방식으로 연결됩니다.
이 디자인의 독창성은 하우징이 권선과 직접 접촉하지 않는다는 사실에 있습니다. 이는 정확도에 영향을 줄 수 있는 접촉으로 인한 기계적 응력을 피하면서 권선을 포괄적으로 보호합니다. 권선 결함이 발생하면 유지보수 또는 교체를 위해 하우징만 분해하면 되기 때문에 수리 비용과 시간이 크게 절감됩니다.
04 디자인 고려사항
보호 쉘의 설계는 단순한 외부 포장이 아니라 여러 요소를 종합적으로 고려해야 하는 정밀 엔지니어링 작업입니다.
열팽창 매칭이 주요 고려사항입니다. 보호재의 열팽창계수는 권선의 열팽창계수와 매우 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 온도 변화 중에 응력이 발생하여 권선 변위 및 신호 왜곡이 발생합니다.
도 기계적 강도와 경량화 사이의 균형 똑같이 중요합니다. 보호 쉘은 진동과 충격을 견딜 수 있을 만큼 견고해야 하지만 시스템 관성이 증가하는 것을 방지하기 위해 지나치게 부피가 커서는 안 됩니다.
설치 정확도 보증은 리졸버의 성능과 직접적인 관련이 있습니다. 많은 설계에는 정확한 반경 방향 위치 지정을 보장하기 위해 리졸버 고정자 장착 베이스와 엔드 커버에 정밀 스피곳이 통합되어 있습니다.
제조 가능성과 비용 도 무시할 수 없는 요소입니다. 이상적인 설계는 자동화된 생산을 촉진하고 제조 비용을 절감하며 안정적인 성능을 보장해야 합니다.
05 적용 시나리오
신에너지 차량은 자기 저항 리졸버 보호 쉘의 주요 응용 분야 중 하나입니다. 여기서 리졸버는 극심한 온도 변화, 강한 진동, 다양한 화학 물질의 영향을 견뎌야 합니다.
보호 등급이 높은 쉘을 사용하면 리졸버가 하이브리드 및 순수 전기 자동차 시스템에서 안정적으로 작동하여 구동 모터 및 발전기의 위치를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
항공우주 및 군사 분야에서 보호 쉘의 신뢰성은 시스템 안전과 직접적인 관련이 있습니다. 유압 액츄에이터 시스템의 밀봉형 리졸버는 완전히 용접된 밀봉 구조를 사용하여 극한의 압력과 환경 조건에서도 정밀한 작동을 보장합니다.
산업 자동화 분야에서도 고품질 보호 쉘이 필요합니다. 고속 로봇 암 및 다축 머시닝 센터에서 리졸버 쉘은 물리적 보호 기능을 제공할 뿐만 아니라 EMI(전자기 간섭) 방지 설계를 통해 복잡한 산업 전자기 환경에서 신호 안정성을 보장합니다.
정밀 기기 및 의료 기기는 분리 가능한 보호 구조를 선호합니다. 이러한 장비의 리졸버는 가끔 유지 관리가 필요할 수 있으며 분리 가능한 설계로 유지 관리 프로세스가 크게 단순화되어 가동 중지 시간과 수리 비용이 절감됩니다.
산업 기술의 지속적인 발전에 따라 자기 저항 리졸버 보호 쉘의 설계도 지속적으로 발전하고 있습니다.
지능형 보호 쉘은 쉘 내에 온도, 습도 또는 진동에 대한 센서를 통합하여 리졸버의 작동 환경을 실시간으로 모니터링하고 잠재적 위험에 대한 조기 경고를 제공하는 미래 방향이 될 수 있습니다.
환경 조건에 따라 물리적 특성을 자동으로 조정하여 고온에서 열 방출을 강화하거나 진동 환경에서 감쇠를 증가시킬 수 있는 재료와 같은 의 적용은 적응형 재료 기대되는 것입니다.
향한 추세가 뚜렷이 드러납니다. 모듈형 설계를 다양한 애플리케이션 시나리오에 맞게 표준화된 보호 모듈을 개발하면서 사용자는 보호 성능과 비용의 균형을 유지하면서 실제 필요에 따라 자유롭게 결합할 수 있습니다.
에 대한 요구 사항 환경 보호 및 지속 가능성 도 증가하고 있습니다. 이제 설계에서는 성능과 생산 비용뿐 아니라 재료 재활용성과 제조 공정이 환경에 미치는 영향도 고려해야 합니다.
고정밀 CNC 공작 기계부터 신에너지 차량, 산업용 로봇부터 항공우주 장비까지, 이러한 정밀 시스템 내부에 눈에 띄지 않는 자기 저항 리졸버 보호 쉘이 중요한 위치 감지 기능을 조용히 보호합니다.
재료 과학의 발전과 제조 공정의 혁신으로 차세대 보호 쉘이 더욱 스마트해지고 환경 친화적으로 변하고 있습니다. 미래의 리졸버 셸 설계는 의심할 여지없이 경량화, 통합 및 적응성 분야에서 계속해서 새로운 지평을 열 것입니다.
