고속 파형과 다점 온도의 동시 측정으로 밝히는 「모터의 열 설계」

시작하며 본문에서는 고속 파형과 다점 온도 데이터의 통합을 통해 모터 및 파워 디바이스의 발열 메커니즘을 규명하는 기법을 소개합니다. 모터 발열과 냉각 설계의 상충 관계 모터의 소형화는 권선 저항 증가로 인해 줄 열 손실(I²R 손실)을 발생시켜 발열 밀도를 높입니다.

한편, 고속 회전화로 출력을 유지하는 설계에서는 스위칭 손실과 철손이 증가하여 모터 내부의 열 집중이 진행됩니다. 이러한 모터 발열을 배출하기 위해 냉각 시스템을 과도하게 하면 펌프나 팬의 소비 전력이 증가하여 결과적으로 차량 전체의 전력 성능을 저하시키는 위험이 있습니다.

따라서 설계자는 발열원을 정확히 파악하고 필요한 범위 내에서 냉각을 설계해야 합니다. 이를 위해서는 실기 계측을 통한 열 분포의 정량화와 시뮬레이션과의 일관성 검증이 필수적입니다.

파형과 온도를 동시에 측정하는 의의 모터나 인버터에서는 전류가 흐르는 순간마다 손실이 발생하며, 이는 열로 축적됩니다. 전압·전류 파형을 관측함으로써 손실의 경향은 추정...