구리 회전자 이용한 전동기 ‘티모’ 사이즈 ↓ 효율↑

국제구리협회는 구리 다이캐스팅을 이용해 효율을 높인 산업용 전동기 브랜드 ‘티모(TYMO)’를 소개했다.

다이캐스팅은 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 금형에 용융금속을 주입하는 정밀주조법이다. 알루미늄, 마그네슘, 아연 등 다양한 금속 다이캐스팅 기법이 활용되고 있지만, 구리의 경우 녹는점이 매우 높아 금형이 견디지 못해 난이도가 매우 높았다.

구리협회는 구리 다이캐스팅을 전동기 회전자에 활용할 수 있는 기술이 국내 다이캐스팅 기업 캐스트맨에 의해 개발되면서, 기존의 고효율 전동기를 넘어 프리미엄(IE3), 수퍼프리미엄(IE4)급까지 효율을 높일 수 있는 전동기 브랜드 티모를 런칭했다.

티모 전동기의 가장 큰 장점은 전동기 외관 길이나 프레임 사이즈의 증가 없이도 전동기의 효율을 높일 수 있다는 것이다.

구리협회에 따르면 통상 전동기의 효율을 높이기 위해서는 일반적으로 냉각팬이 있는 후면부부터 마운팅 홀까지의 길이를 높이는 방법을 사용한다.

이와 함께 프레임 사이즈를 크게 제작해 효율을 올리는 방법도 있다.

이 경우 동적 소자를 더 많이 사용해야 하고, 이는 전동기 중량과 제조비용의 상승을 야기하는 원인이 될 수 있다.

특히 동작 소음과 진동이 증가하기도 하며, 베어링의 수명 단축 등 전동기의 수명을 줄이는 등 다양한 부작용이 나타날 수 있다고 구리협회는 설명했다.

유한종 구리협회 이사는 “알루미늄 회전자를 이용한 전동기의 효율을 프리미엄급이나 수퍼프리미엄급으로 높이기 위해서는 전동기 전체 사이즈가 커지는 것을 막기 어렵다”며 “기존과 동일한 설계 방식으로는 보다 효율이 높은 전동기로 대체하기 어렵거나 불가능하다는 것이다. 반면 구리 회전자를 이용하면 효율을 높이면서도 기존의 외형 프레임 사이즈를 유지하거나 축소할 수 있다”고 전했다.

이와 함께 티모는 동작 시 발생하는 내부 열을 획기적으로 줄여, 전동기의 수명을 늘리고 유지보수 비용을 줄인 것도 장점이다. 전동기 내의 전류 저항성을 크게 낮춰 저항으로 인한 손실과 발열이 줄어들었기 때문이다.

유 이사는 “2010년 미국 MIT대학교 J L Kirthley, Jr. 교수가 발표한 연구결과에 따르면 전동기 내부 온도가 10℃ 중가할 경우 전동기 수명이 절반 정도로 감소한다”며 “티모는 동작 내부 온도를 최소 5℃, 평균 15℃ 이상 감소시켜, 전동기 수명을 약 2배 이상 높일 수 있다”고 말했다.

이어 “구리 회전자를 전동기에 채용하면 높은 효과를 볼 수 있다는 것은 업계에서도 널리 알려져 있다”며 “유일한 단점이 있다면 제조 원가가 상승한다는 점이지만, 효율과 설계의 용이성, 수명, 유지보수 비용 등 다양한 측면에서의 장점을 감안하면 구리 전동기가 알루미늄 전동기에 비해 유리하다”고 덧붙였다.