표면 영구자석 vs 내부 영구자석

설계를 하거나 선택하는 경우 영구 자석 모터, 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 표면 부착형 영구 자석 (SPM) 와 내장형 영구 자석 (IPM) 모터는 매우 중요합니다. 이 두 가지 설계는 대부분의 최신 전기차 구동 모터, 산업용 드라이브 및 풍력 터빈에 전력을 공급하지만 매우 다른 결과를 제공합니다. 에서 토크 출력 와 효율성 to 제조 복잡성 와 비용, 선택 시기를 아는 것 SPM 대 IPM 프로젝트의 성능과 예산을 망칠 수도 있습니다. 이 가이드에서는 FAW 및 Siemens와 같은 글로벌 리더에게 신뢰할 수있는 NdFeB 자석 공급 업체 인 NBAEM의 통찰력을 바탕으로 주요 구조적 및 전자기적 차이점을 분석합니다. 어떤 자석 배치가 귀하의 요구에 가장 적합한 지 알아볼 준비가 되셨습니까? 자세히 알아 보겠습니다.

핵심 구조적 차이점 : 표면 대 내장형 영구 자석

를 비교할 때, 표면 부착형 영구 자석 (SPM) 와 내장형 영구 자석 (IPM), 핵심적인 차이점은 자석이 로터에 배치되는 방식에 있습니다.

SPM 회전자는 자석이 명확히 보이는 매끄러운 원통처럼 보이지만, IPM 회전자는 단면에서 자석이 내부 슬롯에 안전하게 넣어져 있음

제조 영향

• SPM: 더 빠르고 비용 효율적으로 생산 가능. 기계적 요구가 덜 엄격한 응용 분야에 이상적입니다.
• IPM: 정밀 가공된 자석 포켓으로 인해 제조가 더 복잡하지만, 자석 유지력과 구조적 강도가 더 뛰어납니다.

이러한 구조적 차이를 이해하면 모터의 성능과 생산 요구에 맞는 적절한 자석 배치를 선택하는 데 도움이 됩니다.

성능 비교: 표면 영구자석 vs. 내부 영구자석

IPM 설계에 저항 토크를 추가하면 전체 출력 토크가 증가할 뿐만 아니라 무거운 부하에서도 모터 효율이 향상됩니다. 반면 SPM 모터는 자석 배치가 더 간단하지만, 자석 노출과 유지 문제로 인해 고속 및 고토크 응용 분야에 한계가 있습니다.

이 설계에 적합한 자석 등급에 대한 더 깊은 통찰력을 원한다면 NBAEM의 고성능 네오디뮴 자석 재료 범위를 확인하세요 네오디뮴 자석 재료.

SPM과 IPM의 전자기적 장점

내부 영구 자석(IPM) 설계의 가장 큰 전자기적 장점 중 하나는 저항 토크로, 이는 표면 영구 자석(SPM) 모터에 비해 총 토크를 15~25% 증가시킬 수 있다는 점입니다이것은 자석이 로터 내부에 영리하게 내장되어 있어, 로터의 자기 선도성에서 추가 토크를 생성하기 때문입니다.

반면 SPM 모터는 더 간단한 플럭스 경로, 결과로 더 낮은 인덕턴스 그리고 더 빠른 동적 응답. 이는 토크와 속도의 빠른 변화 의미하며, 빠른 제어가 필요한 응용 분야에 유용합니다.

또 다른 특징은 자기 약화: IPM 모터는 내부 자석 배치 덕분에 2~3배 높은 속도에서도 효율적인 작동이 가능하여 일정한 출력 전력 범위를 안전하게 확장할 수 있습니다. SPM 모터는 표면에 노출된 자석으로 인해 이러한 능력이 부족하며, 이는 고속 성능을 제한합니다.

이러한 전자기적 특성들은 토크, 효율성, 속도 범위가 중요한 고성능 응용 분야인 전기차 구동에 있어 IPM 모터를 최고의 선택으로 만듭니다. 자석 강도의 역할에 대해 더 깊이 알고 싶다면 NBAEM의 가이드인 자석 강도 측정 방법.

열 및 기계적 신뢰성

표면 영구 자석(SPM)은 로터 표면에 노출되어 있어 고부하 작동 시 열 집중 현상에 취약합니다. 이러한 노출은 시간이 지남에 따라 접착제 실패를 유발할 수 있으며, 접착제는 열 스트레스에 약해집니다. 반면, 내부 영구 자석(IPM)은 로터 내부에 내장되어 있어 열 방출이 더 잘되고 기계적 강도도 향상됩니다. 이 내장은 자석을 기계적 손상으로부터 보호하고 과열로 인한 탈자석 위험을 줄입니다.

SPM 설계의 경우, NBAEM은 내식성이 뛰어난 코팅(에폭시와 NiCuNi 도금 등)을 제공하여 내구성을 높이고 환경 노출로 인한 자석 열화 방지에 도움을 줍니다. 이러한 보호층은 자석이 표면에 장착되어 있어 기계적 및 열적 마모에 더 취약할 때 필수적입니다.

이러한 열 및 기계적 강인성에 대한 초점은 전기차 구동이나 산업용 드라이브와 같은 까다로운 응용 분야에서 SPM과 IPM 모터를 선택할 때 매우 중요합니다. 자석 재료와 코팅에 대해 더 알고 싶다면 NBAEM의 네오디뮴 링 자석 제품군이 열적 내구성과 수명을 위해 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

비용 및 제조 분석

표면 영구 자석(SPM) 모터는 낮은 공구 비용과 빠른 조립 과정을 통해 100kW 이하의 응용 분야에 적합하며, 예산과 생산 속도가 중요한 경우에 적합합니다. 구조가 간단한 로터는 가공 단계가 적고 자석 배치가 용이합니다.

반면, 내부 영구 자석(IPM) 모터는 자석이 내부에 내장되어 있어 더 복잡한 로터 설계를 필요로 하며, 이는 제조 비용을 높이고 정밀 가공을 요구합니다. 그러나 많은 IPM 설계는 로터 권선 최적화를 통해 구리 사용량을 절감하여 일부 비용을 상쇄할 수 있습니다.

재료 측면에서, IPM 모터는 SPM보다 약 10~20% 적은 NdFeB 자석 재료를 사용하여 동일한 토크를 제공하며, 이는 자기 회로 효율 향상 덕분입니다. 이러한 자석 절감은 특히 대량 생산되는 전기차에서 전체 모터 무게와 비용을 줄이는 핵심 요소입니다.

자석 재료의 구체적인 내용을 알고 싶은 제조사들은 NBAEM의 첨단 자기 기술을 탐색하여 자석 등급 선택과 비용 효율성을 최적화할 수 있습니다.

적용 분야별 강점

사진 출처 제어 공학  

표면 영구자석(SPM) 모터는 가전제품, 저속 펌프, 비용 민감형 드론에 적합합니다. 더 간단한 설계와 낮은 비용으로 인해 예산과 제조 용이성이 중요한 경우 이상적입니다. 반면, 내부 영구자석(IPM) 모터는 Tesla Model 3, NIO ET7과 같은 전기차 구동 모터와 같이 높은 출력 밀도, 더 나은 효율성, 필드 약화 기능이 중요한 까다로운 응용 분야에서 뛰어납니다. IPM은 또한 기계적 강인성과 열적 이점으로 인해 풍력 피치 드라이브와 고속 스핀들에서도 흔히 사용됩니다.

또한 주목할 만한 하이브리드 사례도 있습니다: BMW i4는 최적의 성능을 위해 IPM 로터를 사용하며, Renault Zoe는 비용을 낮추면서도 큰 손실 없이 SPM 설계를 선택했습니다. 이러한 균형은 SPM과 IPM 선택이 특정 응용 요구사항과 우선순위에 크게 좌우됨을 보여줍니다.

NBAEM SPM 및 IPM 자석 제품 매핑

NBAEM은 다양한 응용 분야에서 성능과 신뢰성을 최적화하기 위해 표면 영구자석(SPM)과 내부 영구자석(IPM) 모터 모두에 맞춘 전문 자석 등급을 제공합니다.

• SPM 등급: N52SH 호선 아크 자석은 R30에서 R55mm 크기이며, 120°C 온도 등급으로 설계되었습니다. 이 자석은 안정적인 자기 성능과 조립 용이성을 우선시하는 전통적인 표면 장착 방식에 이상적입니다.
• IPM 등급: 내부 영구자석 로터용 NBAEM은 M45UH 블록 자석을 제공합니다. 이 자석은 로터 코어 내에 내장하기 위해 최적화되어 있으며, 180°C의 높은 온도 등급으로 까다로운 열적 및 기계적 스트레스에서도 내구성을 보장합니다.

실제 사례는 NBAEM의 영향을 보여줍니다: 1차 전기차 공급업체가 기존 자석에서 NBAEM의 IPM 블랭크로 전환하여 30% 비용 절감 을 달성했습니다. 이는 재료 및 제조 효율성뿐만 아니라 전기차 구동 모터 개발에서 첨단 자석 설계의 가치를 보여줍니다.

선택 체크리스트: 2분 만에 SPM 또는 IPM 선택하기

표면 영구자석(SPM)과 내부 영구자석(IPM) 모터 중 빠르게 결정하려면 다음 7가지 핵심 질문에 답하세요:

속도 대 토크 우선순위 매트릭스

이 빠른 체크리스트를 사용하여 성능과 비용 목표에 따라 모터 선택을 좁혀보세요. 자석 재료와 모터 내 사용에 관한 자세한 내용은 모터 기술에서의 자기 소재 .