월드 솔라 챌린지 챔피언 타이틀 획득: 벨기에 이노투스 솔라 팀의 할바흐 어레이 축방향 플럭스 모터 최적화

월드 솔라 챌린지에서 우승을 차지한 바 있는 벨기에 이녹투스 솔라 팀이 다시 한 번 월드 챔피언에 등극했습니다. 이번에는 듀얼 로터에 고급 할바흐 어레이가 장착된 독특한 자체 제작 축 방향 자속 모터가 장착된 최신 경이로운 레이스카 '인피니트'를 가져왔습니다. 이 모터에 대한 최고의 자기 품질 표준을 보장하기 위해 Magcam은 최고의 파트너가 되었습니다.

로터를 조립하기 전에 Magcam은 정교한 자기장 카메라 콤비 스캐너를 사용하여 개별 자석의 전체 배치에 대한 고해상도 자기장 분포를 측정하는 것으로 시작하였습니다. 측정에는 Magcam의 MiniCube3D 자기장 카메라를 자석 표면 위로 몇 단계에 걸쳐 고속으로 이동시킨 후 개별 프레임을 서로 이어 붙이는 작업이 포함되었습니다. 16,000개 이상의 홀 효과 센서가 통합된 온칩 2D 어레이 덕분에 사이클 타임이 짧아졌습니다.
측정된 자기장 분포 데이터의 후속 분석을 통해 자석 강도, 자화 각도 오차, 국부적 자기 균질성 맵 등 각 자석에 대한 다양한 품질 파라미터가 도출되어 다른 어떤 자기 검사 기법에서도 비교할 수 없는 심층적인 품질 평가가 가능해졌습니다.

결과를 히스토그램으로 표시한 후, 자석 배치 내의 품질 변화를 시각화하고 추가 분석할 수 있었습니다.
할바흐 어레이는 자화 방향이 서로 다른 자석이 잘 정의된 순서로 배치되어 있기 때문에 각 유형의 자석에 대해 개별적으로 분석이 수행되었습니다.
이 분석의 목표는 품질 허용 오차가 엄격한 자석만 선별하고 부적합한 자석을 제거하여 불량 자석이 로터에 유입되어 성능이 저하되는 것을 방지하는 것이었습니다.
자화 벡터 각도 편차가 너무 큰 자석을 모두 제거하여 자석을 1차적으로 사전 선별했습니다. 다음으로 내부 자화 분포에 큰 불균일성을 보이는 자석도 제거했는데, 이러한 특성은 자기장 매핑과 Magcam의 독자적인 분석 알고리즘의 조합을 통해서만 측정할 수 있는 특성입니다. 나머지 자석 세트 내에서도 내부 자화 강도에 약간의 차이가 존재했으며, 이 측정 항목은 Magcam의 알고리즘이 외부 자기장 분포에서도 추출할 수 있습니다. 고성능의 균일한 모터를 만드는 것이 목표였기 때문에 히스토그램의 극단적인 부분은 선택에서 제외되었습니다.

이노투스 태양광 팀의 영리한 모터 설계자들은 각 자석의 특성을 정확하게 파악한 나머지 자석 세트를 사용하여 두 개의 로터에 대한 자석 레이아웃을 최적화하고, 자석에 남아있는 차이를 로터 전체에 분산시켜 최대한 균일한 자기장 분포를 보장했습니다. 그런 다음 독창적인 기술을 사용하여 자석을 로터에 조립했습니다. 조립이 끝나면 Magcam의 콤비 스캐너가 다시 한 번 작동하여 로터의 자기장 분포도를 빠르고 고해상도로 측정했습니다.
자기 측정에 앞서 스캐너에 내장된 고정밀 레이저 센서를 사용하여 레이저 표면 매핑을 수행했습니다. 이러한 측정은 로터 주변을 따라 자석의 기계적(축 방향) 높이 분포를 나타내며, 이는 결과 자기장 분포에 영향을 미칠 수 있습니다.
생성된 자기장 맵을 Magcam의 정교한 알고리즘을 사용하여 분석하여 극 각도 일관성, 극 강도 균일성, 필드 구배 변화 및 남북 대칭성을 포함한 자기 로터 파라미터를 밝혀냈습니다. 이러한 파라미터는 코깅 토크, 토크 리플 및 효율과 같은 기능적 모터 파라미터와 상관관계가 있는 것으로 알려져 있습니다.

이 혁신적인 모터를 설계하고 제작한 스탠 켈치터만스는 "마그캠의 자석 사전 선택과 로터 최적화 덕분에 모터의 효율을 극대화할 수 있었고, 레이스에서 확실한 경쟁력을 확보할 수 있었습니다."라고 말합니다.

이 모든 노력에 성과가 없었던 것은 아닙니다. 다윈에서 열린 예선에서 두 번째 출발 순위를 확보한 후혁신적인 차량 '인피니트'를 앞세운 이옵터스 솔라 팀은 첫날 레이스 시작 1시간 만에 선두로 올라섰고, 이후 호주 아웃백을 가로지르는 3022km의 긴 레이스에서 전례 없는 속도로 선두 자리를 지켰습니다. 5일 동안 완벽한 레이스를 펼친 끝에 애들레이드에서 2위인 네덜란드 팀을 20분 차이로 따돌리고 1위를 차지하며 2회 연속 월드 챔피언에 등극했습니다.

Magcam은 이 놀라운 결과에 기여하게 된 것을 매우 자랑스럽게 생각합니다.