바카라 하는 곳2 No.1
모터 개발을 지지하는 설계 기술~바카라 하는 곳·소음을 예측하는 연성 해석~

서보 모터는、전자력 및 고정자, 로터 등의 구조부의 바카라 하는 곳 모드(어떻게 바카라 하는 곳하고 있는지를 나타내는 바카라 하는 곳의 형상) 등의 요인에 의해、바카라 하는 곳 및 소음이 발생합니다。이것은、서보 모터를 이용한 장비의 생산 품질과 장비가 설치되는 생산 현장 환경에 악영향을 미칩니다。그 때문에 서보 모터의 바카라 하는 곳·소음의 저감이 요구됩니다。따라서、설계 단계에서 바카라 하는 곳 및 소음을 ​​예측하는 분석 기술이 중요합니다。
서보 모터의 바카라 하는 곳은 공진에 의해 증가합니다。공진은、가진력(구조물에 바카라 하는 곳을 일으키는 힘)과 구조부의 바카라 하는 곳 모드의 주파수가 일치하면 발생합니다。

설계 단계에서 이러한 현상을 예측하려면、설계된 서보 모터의 3D 모델을 사용하여、구조 및 음향 분석과 같은 시뮬레이션을 통해 바카라 하는 곳과 소리를 확인합니다。이 분석에서 정확하고 바카라 하는 곳 및 소음을 ​​예측하려면、여진력과 바카라 하는 곳 모드의 바카라 하는 곳 요인이 결합되어 발생하는 공진 현상을 재현할 수 있습니다、매우 수준의 분석 기술이 필요합니다。

고정자는 원환 2차、3차、4다음에 변형되는 바카라 하는 곳 모드가 있습니다、이 바카라 하는 곳 모드에서 공진을 일으킬 수 있습니다。
또、실제 시험에서、서보 모터를 구동할 때 바카라 하는 곳 및 소리를 측정、이 측정된 데이터를 분석하여 각 주파수 성분의 바카라 하는 곳 및 소리를 확인했습니다。분석 결과에서、스테이터가 변형되는 원환 2차 모드와 바카라 하는 곳력이 공진、바카라 하는 곳 및 소리가 증가함을 알 수 있습니다。
따라서、서보 모터의 바카라 하는 곳 및 소음을 ​​줄이려면、고정자의 원환 2차 모드와 공진하는 바카라 하는 곳·소리를 예측하는 해석 기술이 필요합니다。

고정자의 바카라 하는 곳 및 소음을 ​​정확하게 예측하기 위해、전자계·구조·바카라 하는 곳·음향 해석을 연성한 해석 기술을 구축했습니다。아래는 분석 흐름입니다。

전자계·구조·바카라 하는 곳·음향연성 해석의 포인트는 3개 있습니다。

(1)

간단화 기술
해석에서 정확하게 바카라 하는 곳이나 소리를 예측할 수 있었다고 해도、해석 계산 시간이 걸리면 설계 검토에 활용할 수 없습니다。거기에서、계산 시간을 줄이기 위해、도선이 감겨진 코일이나 얇은 강판을 쌓은 고정자 코어는 일체형의 형상으로 단순화합니다。또、단순화 모델을 사용하여 실제 기계의 현상을 재현하기 위해、이방성을 고려한 재료 물성 값을 설정합니다。이 간소화 기술로、계산 시간은 1일 이하로 정확한 분석 결과를 얻을 수 있습니다。

(2)

조립 및 가공의 응력 고려
모터 생산 공정에서는、압입 및 구운 버섯、나사 체결 등의 가공에 의해 모터에 응력이 발생합니다。이로 인해 강성이 변화、바카라 하는 곳 모드 및 고유 바카라 하는 곳수에 영향을 줍니다。거기에서、정적 구조 해석에서 조립·가공 현상을 재현한 응력을 계산、이 응력을 고유치 해석 및 주파수 응답 해석에 반영하여、바카라 하는 곳 모드와 고유 바카라 하는 곳수를 정확하게 예측할 수 있습니다。

(3)

모터 작동 시 발생하는 바카라 하는 곳력을 고려
모터를 움직여 발생하는 전자기력、바카라 하는 곳을 일으키는 바카라 하는 곳력이 됩니다。실제 기계를 재현한 전류 파형을 이용하여 전자기장 해석으로 바카라 하는 곳력을 산출、주파수 응답 분석에 반영하여、바카라 하는 곳 모드와 바카라 하는 곳의 공진을 분석으로 예측할 수 있습니다。

바카라 하는 곳 및 소리를 측정한 모터에 연성 해석을 적용、실측과 분석의 바카라 하는 곳과 소리를 비교、연성 분석의 효과를 확인했습니다。

■ 바카라 하는 곳 모드 및 주파수
고정자의 링 2차 모드에서 바카라 하는 곳 모드를 확인할 수 있습니다、이 공진 주파수는 오차 1%로 고정밀도로 예측할 수 있었습니다。
대상 모터는 프레임과 코어가 구운 버므로 체결되어 있습니다、이 가공으로 인한 응력을 정적 구조 해석을 사용하여 계산、실체의 상태를 분석에서 재현함으로써、정확도 좋은 결과를 얻을 수 있었습니다。

■ 바카라 하는 곳과 소리
환형 2차 모드의 바카라 하는 곳 및 음압의 최대값은 오차 5% 이하로 예측할 수 있습니다、환형 2차 모드에서 공진 현상을 포착할 수 있습니다。바카라 하는 곳 모드를 정확하게 예측할 수 있습니다、전자기계 해석에 의해 산출된 바카라 하는 곳력을 이용할 수 있는 전자기장·구조·바카라 하는 곳·음향 연성 해석에 의해、실제 기계의 공진 현상을 재현할 수 있습니다、정확하게 바카라 하는 곳과 소리를 예측할 수 있음을 알 수 있습니다。

이상 결과에서、구성된 연성 분석 기술을 통해、지금까지 기술적으로 정확한 예측이 어려웠던 바카라 하는 곳 및 바카라 하는 곳 모드、이 바카라 하는 곳 요인이 결합된 공진 현상을 예측할 수 있습니다。

또、바카라 하는 곳·소음이 문제가 되기 쉬운 몇 kHz의 환환 3차 모드에 대해서도 좋은 정밀도를 얻을 수 있는 것을 알 수 있습니다。
구축된 분석 기술은 정확하게 바카라 하는 곳/소음을 예측할 수 있는 것 외에도、범용성도 가지고 있습니다、서보 모터 설계에 광범위하게 활용하고 있습니다。

전자기장, 구조, 바카라 하는 곳, 음향 연합 분석을 설계에 활용함으로써、고정자의 바카라 하는 곳 모드와 바카라 하는 곳 및 소음을 ​​정확하게 예측할 수 있었습니다。모터의 바카라 하는 곳·소음은 고정자 이외에 로터에서도 발생하기 때문에、연성 해석 기술을 로터의 바카라 하는 곳·소음 예측에 전개하겠습니다。또、고정자 분석 기술은 문제를 해결하기 위한 노력을 계속합니다、설계 기술을 더욱 향상시킵니다。