거대한 브러시리스 모터 크기 조정: 프레임, 토크, 냉각 및 드라이브 매칭 가이드

2kW 산업용 송풍기를 구동하는 130mm 브러시리스 모터는 정류된 230VAC 버스에서 위상당 약 6A를 끌어당기며, 현장에서 가장 먼저 고장나는 부품은 구리인 경우가 거의 없습니다. 시동 전류를 전달할 수 없는 베어링, 열 경로 또는 드라이브는 권선이 전달되기 전에 한계에 도달합니다. 이것이 거대한 브러시리스 모터의 실제 현실입니다. 대략 1kW를 초과하면 카탈로그 항목이 아니며 권선, 냉각, 감지 및 하네스를 포괄하는 시스템 결정이 됩니다.

거대한 브러시리스 모터의 중요한 점: 프레임 크기, 전력 및 토크

거대한 브러시리스 모터는 고정자 외경이 100mm 이상이고 연속 출력이 약 500W 이상이며 샤프트 토크가 분수 대신 전체 뉴턴 미터로 측정되는 3상 영구 자석 기계입니다.

고정된 자기 전단 응력에서 회전자 직경의 제곱과 스택 길이에 따라 토크가 선형으로 확장되므로 프레임 직경이 첫 번째 필터입니다. 동일한 스택 길이에서 57mm에서 112mm 프레임으로 이동하면 자석 등급, 권선 또는 냉각이 등장하기 전에 토크 이득이 4배에 가깝습니다. 이 하나의 관계는 57mm 모터가 재고에서 천 단위로 구매되는 반면 100mm 및 130mm 모터는 거의 항상 도면에 따라 제작되는 이유를 설명합니다.

작업 정의: 대형 브러시리스 모터는 고정자 외경이 100mm 이상이고, 연속 정격이 500W 이상이며, 회전자 관성이 충분히 높기 때문에 드라이브를 드라이브 이후가 아닌 모터 사양의 일부로 선택해야 하는 방사형 플럭스 BLDC입니다.

프레임 크기별 연속 토크 창

57mm

0.5Nm

80mm

1.6Nm

100mm

4.5Nm

112mm

7.0Nm

130mm

12.0Nm

강제 공기를 사용하는 주변 온도 25°C에서의 연속 토크를 나타냅니다. 실제 값은 스택 길이, 자석 등급, 권선 및 듀티 사이클에 따라 달라집니다.

Retek Motion은 230VAC에서 2kW 정격의 130mm 내구성 송풍기 모터와 24VDC에서 600W 정격의 112mm 저코깅 장치를 포함하여 100mm, 112mm 및 130mm 프레임으로 이 등급을 구축합니다. 더 넓은 범위는 아래에 수집됩니다. 고전력 브러시리스 DC 모터 .

거대한 브러시리스 모터의 크기 결정: 프레임을 결정하는 4가지 숫자

크기는 연속 토크, 듀티 사이클, DC 버스 전압, 권선에서 주변까지의 열 저항 등 4가지 수치로 결정됩니다. 이 4개와 프레임 직경, 스택 길이 및 권선을 거의 스스로 선택하도록 수정하세요.

피크가 아닌 지속적인 토크. 섭씨 155도 핫스팟 제한이 있는 클래스 F 권선은 몇 초 동안 연속 전류의 3~4배를 유지합니다. 180도의 클래스 H는 약 25도의 헤드룸을 추가하고 약 10% 더 많은 연속 전류를 제공합니다.
듀티 사이클. S1에서 8시간 동안 작동하는 컨베이어와 S3에서 10분에 2분간 작동하는 로더는 동일한 피크 토크에 대해 서로 다른 프레임이 필요합니다. 듀티 사이클을 40%로 낮추면 일반적으로 동일한 핫스팟에서 20~25% 더 많은 전류가 허용되므로 설계가 한 프레임 크기로 줄어들 수 있습니다.
버스 전압 및 토크 상수. 앰프당 뉴턴-미터 단위의 토크 상수 Kt는 토크에 필요한 전류를 설정합니다. 앰프당 0.15Nm에서 3Nm은 20A를 소모하는 반면, 앰프당 0.6Nm에서 동일한 3Nm은 5A를 소모하고 310V 버스에서 작동합니다. 버스를 먼저 선택한 다음 와인딩을 선택하세요.
내열성. 자유 공기에서 112mm 프레임의 권선-주변 열 저항은 일반적으로 와트당 섭씨 1.5~2.5도 사이에 도달하므로 4W의 구리 손실은 작은 상승이고 40W는 60~100도 상승입니다. 이것이 데이터시트 번호를 연속 등급으로 변환하는 것입니다.

10초 동안 전달할 수 있는 토크가 아니라 8시간 동안 거부해야 하는 열에 대해 모터를 지정하십시오.

냉각 및 IP 등급은 피크 라인이 아닌 연속 등급을 설정합니다.

연속 토크는 열적 수치입니다. 벤치에서 최고 12Nm에 도달하는 130mm 프레임은 대기 중에 4~5Nm를 유지하는 경우가 많습니다. 왜냐하면 권선이 절연 한계에 도달하면 최고점을 생성한 구리 손실이 더 이상 갈 곳이 없기 때문입니다.

구리 손실은 전류의 제곱에 비례하여 증가하므로 20%의 과부하가 발생하면 약 44%의 열이 추가됩니다. 이 크기에서는 무엇보다 냉각 경로와 밀봉 등급이라는 두 가지 레버가 중요합니다. 핀 하우징을 가로지르는 강제 공기는 일반적으로 정지 공기에서 동일한 프레임의 연속 토크의 1.5~2배를 얻습니다. 세척 등급 IP65 하우징은 권선과 공기 흐름 사이에 열 장벽을 추가하므로 동일한 치수의 밀봉된 모터는 일반적으로 개방형 모터보다 낮은 연속 정격을 전달합니다.

1.5-2x

동일한 프레임의 강제 대류로 인한 지속적인 토크 이득

25도

클래스 F에서 클래스 H 절연까지 추가 핫스팟 헤드룸

2kW

230VAC에서 130mm 산업용 송풍기 모터의 연속 정격

2kW 연속 기계는 종종 먼지로부터 밀봉되는 하우징에서 약 300W의 손실을 줄여야 하기 때문에 가장 어려운 산업용 공기 이동 테스트입니다.

BL130 130mm 230VAC 2kW Industrial Heavy-Duty Blower Motor

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컨트롤러 매칭: 대형 브러시리스 모터가 연소되기 전에 정지하는 이유

거대한 브러시리스 모터의 가장 흔한 현장 고장은 권선이 타는 것이 아니라 로터가 전류를 요구하는 순간에 전류를 공급할 수 없는 드라이브입니다.

피크 토크에는 피크 전류가 필요하며 인버터는 자체 접합 온도를 초과하지 않고 해당 전류를 유지해야 합니다. 310V 버스의 2kW 모터는 적당한 드라이브 내에서 편안하게 정격 부하에서 약 6~7A를 소비합니다. 24V 버스의 동일한 샤프트 전력에는 85~90A가 필요하며, 이는 케이블 단면적, 커넥터 정격 및 MOSFET 스테이지의 열 설계를 변경합니다. 따라서 토크 상수와 버스 전압은 둘이 아닌 하나의 결정입니다.

시작 동작은 센서가 있는 드라이브와 센서가 없는 드라이브를 분리합니다. 홀 센서 또는 인코더가 있는 센서 모터는 0 속도에서 최대 토크를 유지합니다. 무센서 제어는 정격 속도의 약 5~10% 이하에서 로터 위치 신뢰도를 잃습니다. 정격 속도는 정확히 부하가 걸린 컨베이어 또는 기어 조인트가 시작되는 지점입니다.

대형 브러시리스 모터용 기준 버스 전압 및 컨트롤러 조합.
버스 클래스	일반적인 프레임	지속적인 전력	고려도 유도
24VDC	76~112mm	300~600W	고전류, 짧은 케이블 길이, 방열판 영역이 드라이브 크기의 대부분을 차지함
48VDC	86~130mm	600W ~ 3kW	배터리 플랫폼에 대한 최상의 절충안, 위상당 12~60A
310VDC 정류 메인	100~130mm	1~3.5kW	낮은 전류, 센서리스 시작 제한, 재생 처리 필요
22.2~90V 배터리	60~100mm 고정자	1~5kW 피크	ESC 타이밍, 프로펠러 매칭, 짧은 듀티 사이클

24V 버스에서 트랙션 등급 하드웨어는 수백 와트 등급으로 유지되며, 이는 부하 상태에서 시작해야 하는 밀봉된 자재 취급 장비에 적합합니다.

BL100 100mm 24VDC 300W Electric Forklift Motor

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카탈로그 모터 또는 맞춤형 권선: 100mm 이상에서 변경되는 사항

연간 대략 수백 개 이상의 장치가 있는 경우 맞춤 제작된 대형 브러시리스 모터는 일반적으로 거의 맞는 카탈로그 장치를 능가합니다. 왜냐하면 기어링, 장착 또는 케이블링의 모든 타협은 배송된 모든 장치에서 다시 지불되기 때문입니다.

재고 카탈로그 모터

단가는 수량에 따라 떨어지지만 이미 툴링된 권선 및 샤프트에만 해당됩니다.
표준 등급에 대한 리드 타임은 일 단위로 측정됩니다.
기어박스, 마운트 및 버스가 모터에 맞춰 조정됨
예비 부품은 수년간 사용 가능

맞춤형 모터

첫 번째 도면의 버스 및 기어박스와 일치하는 토크 상수
주문 수량에 따라 분할되는 툴링 비용
툴링 및 첫 번째 품목 승인에 따른 리드 타임
기계 주위에 설계된 하우징, 샤프트 및 커넥터

경제성은 부품이 한 곳에서 만들어질 때만 작동합니다. Jiangsu Retek Motion Co., Ltd.는 2021년부터 2023년까지 다이캐스팅, CNC 가공 및 케이블 주입을 사내로 이전했습니다. 이는 일치하는 하우징과 하네스를 소량으로 실용적으로 만드는 것입니다. 2024년까지 회사는 20개국 이상으로 제품을 배송했습니다. 맞춤형 빌드는 카탈로그 그림이 아닌 4개의 크기 조정 번호가 포함된 RFQ에서 시작됩니다.

대형 브러시리스 모터가 실제로 지정되는 경우

대형 브러시리스 모터는 견인 및 자재 취급, 산업용 공기 이동, 중량물 운반 무인 항공기, 기어 로봇 조인트, 의료 또는 개인 관리 도구 등 5가지 응용 분야에 집중되어 있습니다.

대형 브러시리스 모터를 위한 애플리케이션 제품군과 각 선택을 좌우하는 제약 조건.
신청	일반적인 프레임	일반 등급	제약 결정
지게차 및 AGV 견인	100~112mm	300~600W continuous	밀폐형 하우징, 높은 시동 토크, 24~48V 버스
산업용 송풍기 및 축류 팬	130mm	2kW continuous	연속 사용, 베어링 수명, 일정한 공기 흐름 제어
대형 UAV	87~137mm 고정자	로터당 추력 1~5kg	추력 대비 중량, ESC 타이밍, 6S~24S 팩
기어헤드를 갖춘 로봇 조인트	40~64mm + 기어박스	출력에서 60~200Nm	백래시, 엔코더 분해능, 고조파 기어링
의료 훈련 및 개인 관리	22~42mm	100~500W 피크	소음, 청결성, 컴팩트한 서보 제어

자석의 강도가 아닌 열 차단

100mm 이상의 프레임 크기에서는 권선에서 열이 빠져나가는 속도에 따라 사용 가능한 토크, 추력 또는 공기 흐름이 제한됩니다.

LN13720 24S Brushless Drone Motor for Heavy-Lift UAVs

LN13720 중형 UAV용 24S 브러시리스 드론 모터 34KV 및 38KV로 제공되는 24S 대형 리프트 UAV 모터는 토크, 효율성 및 열 방출이 필요한 화물 드론 및 전문 공중 플랫폼을 목표로 합니다. 제품보기 →

거대한 브러시리스 모터에 대해 자주 묻는 질문

130mm 브러시리스 모터는 얼마나 많은 토크를 생성합니까?

130mm 프레임은 일반적으로 10~15Nm의 피크 토크를 제공하고 정지 공기에서 클래스 F 와인딩을 사용하면 연속적으로 4~6Nm를 제공합니다. 확산은 스택 길이, 자석 등급 및 냉각에서 비롯됩니다. 자유 공기에서 5Nm를 유지하는 동일한 고정자는 강제 대류 및 클래스 H 절연을 사용하여 8~10Nm을 유지할 수 있습니다.

대형 브러시리스 모터가 대형 브러시 DC 모터보다 더 효율적입니까?

예, 동일한 출력에서 대략 8~15% 포인트 정도 증가합니다. 브러시 및 정류자 강하가 없기 때문입니다. 정격 180VDC 및 1000W의 104mm 브러시 모터는 구매 가격에서 여전히 경쟁력이 있고 구동이 간단하지만 브러시 마모로 인해 유지 관리 간격이 설정되고 정류자는 밀폐 또는 높은 고도 설치에서 연속 전류를 제한합니다.

맞춤형 대규모 BLDC에 대한 RFQ에는 무엇이 포함되어야 합니까?

지속 시간이 포함된 연속 및 피크 토크, 듀티 사이클, DC 버스 전압, 냉각 방법이 포함된 주변 온도, 샤프트, 플랜지 및 커넥터를 포함한 기계 인터페이스 등 5가지 입력을 보냅니다. 프레임 직경, 스택 길이 및 권선은 모두 이 다섯 가지를 따릅니다. 그것들이 없으면 인용된 토크 상수는 추측일 뿐입니다.

경험 법칙: 두 모터가 프레임 크기를 공유하고 연속 정격이 30% 이상 다른 경우 그 차이는 거의 항상 자석이 아니라 냉각 경로나 절연 등급에 있습니다.