프레임리스 토크 모터란 도대체 어떤 모터인가요?
시간:
2025-09-17 00:00
최근 3년간 로봇 산업이 점점 더 뜨거워지면서 로봇 산업 사슬에 대한 관심도 갈수록 높아지고 있습니다.
로봇 산업 사슬에서 관절 모터가 크게 주목받고 있으며, 이 모터에는 특별한 명칭이 있습니다: 프레임리스 토크 모터!
프레임리스 토크 모터란 무엇인가요?
그것에 뭔가 첨단 기술이 있나요?
모터를 한 번도 해보지 않았다면, 일련의 프레임리스 토크 모터 관련 글들에 홀려서 프레임리스 토크 모터가 매우 고급스럽고 멋지다고 느낄 겁니다. 하지만 일단 모터 설계를 해본 적이 있다면, 한 가지 사실을 깨닫게 될 거예요:
프레임리스 토크 모터는 모터의 전자기 설계나 구조 설계, 심지어 제작 공정에 이르기까지 모터 업계에서 고급 수준이라고 볼 수 없습니다. 솔직히 말해서→
프레임리스 토크 모터는 모터 업계에서 저가형 제품에 속합니다!!
*
우선, 이름에 속지 마세요!
프레임리스→
무틀이란 뭐지?
케이스를 빼고 말이야!
맞아, 케이스 없으면 프레임리스라고 해!
왜 케이스를 달지 않았을까요? 이 모터는 로봇의 관절 안에 들어가 있기 때문입니다. 바로 그 관절이 곧 케이스인 거죠! 이게 외부 케이스가 없는 신기한 녀석이라는 건 아니에요. 이렇게 괜히 오해를 불러일으키는 표현은 정말 이해하기 어렵습니다! 만약 그렇게 말한다면, 신에너지 자동차의 전기구동 시스템 모터도 프레임리스라고 불러야 할 겁니다. 왜냐하면 그것도 박스 안에 고정되어 있으니까요!
토크 모터→
토크 모터 자체가 이미 허구적인 명제인데, 왜 그런가요?
토크 모터의 정의에서 바로 시작해 보자:
→저속 고토크(모든 영구자석 동기전동기는 가능함)
→정토크 영역이 넓음(권선 파라미터와 전압·전류가 적절히 맞아떨어지면 모든 모터에서 가능함)
→정지 상태 지속 시간이 길다(이는 모터 종류와 전혀 관련이 없으며, 정지 상태 지속 시간이 길고 짧은 것은 모터의 열 관리와 관련이 있다!)
이것들을 보면 여전히 토크 모터라는 용어가 특별하게 느껴지나요? 이건 모터 성능을 나타내는 하나의 용어일 뿐, 별다른 게 없어요!
모터 공정→
모터 공정에 대해 논의하기 전에, 이른바 프레임리스 토크 모터의 본래 모습을 먼저 살펴보겠습니다!
프레임리스 토크 모터는 본질적으로 브러시리스 DC 모터입니다!
일부 홍보 자료에서 프레임리스 토크 모터의 '대렬비'가 높다고 하는데, 대렬비란 무엇일까요? 바로 스테이터 내경과 로터 내경이 더 크다는 뜻입니다. 왜 이렇게 큰 걸까요? 로봇 관절의 공간과 구조가 프레임리스 토크 모터를 반드시 이런 식으로 설계하도록 만드는 것이죠!
→따라서 프레임리스 토크 모터는 본질적으로 부피가 상대적으로 작은 브러시리스 DC 모터입니다!
*브러시리스 DC 모터, 다들 익숙하시죠?
브러시리스 DC 모터는 전자기 설계와 공정 측면에서 신에너지 자동차 전기구동 시스템의 모터에 비해 난이도가 훨씬 낮습니다!
고정자 집중 권선 →
집중 권선 모터는 블록 조립 방식을 사용하지 않는 한 수작업 또는 기계를 이용한 와이어 탈착만 가능하며, 순수 구리의 홈 채우기 비율은 30~40%입니다. 이러한 모터의 권선 장비는 매우 성숙해 있어 별다른 어려움이 없습니다.
*로터→
브러시리스 DC 모터의 회전자를 통해 토크 밀도를 높이기 위해 표면 부착형 구조를 채택합니다. 표면 부착형 구조에서는 타일형 또는 빵모양 자석을 사용하며, 이 공정은 정말 별다른 설명이 필요 없을 정도로 간단합니다.
정말 약간 어려운 점이 있다면 로터 자석의 고정인데, 로봇 관절 모터의 회전 속도가 높지 않아 고정에 그다지 높은 요구사항이 있는 것은 아닙니다.
프레임리스 토크 모터의 모든 기술적 특성이 모두 공개되었습니다. 앞으로 누가 프레임리스 토크 모터가 얼마나 고급스럽고 뛰어나다고 하더라도 절대 믿지 마세요!
그럼 로봇 모터는 정말 별로 어려운 게 없나요?
아니야!
손가락 관절 부위에 장착된 중공 컵 모터는 매우 어려운 작업입니다!
*
*가장 큰 난관은 고정자 권선이었지만, 지난 2년간 중공 컵 모터의 권선 공정에 획기적인 진전이 이루어져, 중공 컵 모터의 생산·제조와 보급이 더욱 촉진되었습니다!
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