Nd가 저감된 영구자석 회전자와 자유형상 연자성분말 고정자를 활용한 로봇용 서모보터 개발에 관한 연구
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2021
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Korean
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학술저널
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195-195(1쪽)
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우리나라 정부는 2050 탄소중립 달성을 2020년 선언하였으며, 이를 위한 미래 모빌리티용 구동부품의 효율을 향상시키기 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 로봇용 서보모터 역시 출력이 향상된 영구자석 회전자 개발과 전기강판 대비 형상자유도가 높은 분말SMC(soft magnet composite) 고정자를 사용하여 출력을 향상시키는 연구들이 수행되고 있다.
본 연구는 로봇용 서보모터에 적용하기 위한 회전자와 고정자 개발에 관한 연구로써, 최대에너지적을 향상시킬 수 있는 고가성비 영구자석소재의 개발과 투자율을 향상시키고 철손을 저감할 수 있는 고정자용 연자성소재의 개발을 수행하였다. 영구자석 소재의 경우, Nd-Fe-B계 소재와 동등한 최대에너지적을 보이면서 고가의Nd를 약 30% Ce으로 대체할 수 있었다. 기존 Melt-spun 소재에서는 Ce치환량이 증가할수록 보자력 값의 저하와 함께 잔류자화 값이 감소되는 문제점이 있으나, 본 연구에서는 급냉공정의 도입을 통한 초기합금의 비정질상을 유지함으로써 Ce의 치환량이 약 30%임에도 열처리 이후에서까지 CeFe<sub>2</sub>상 생성이 억제되고 다상구조(multi-maim phase)를 형성하여 약 41 MGOe의 최대에너지적을 갖는 NdCeFeB계 고가성비 영구자석 소재를 개발할 수 있었다. 연자성 소재의 경우, Fe-Si계 기반으로 B, P, C, Mo 등의 합금 원소가 투자율과 철손 값에미치는 영향에 관한 연구가 수행되었다. 또한, 분말압축성형 공정을 사용하여 자유형상의 고정자 제조를 위해Fe-Si-M계 칩(chip)과 순철 분말의 혼합비율에 따른 자기적 특성에 대한 연구가 수행되었다.
본 발표에서는 로봇용 서보모터에 적용하기위한 NdFeCeB계 고가성비 회전자용 영구자석 소재 개발과 형상자유도를 갖는 고정자용 Fe-Si계 기반의 분말 SMC 소재 개발 내용을 소개하고자 한다.
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