An Evaluation Method for Thermo-Mechanical Air Gap Stability of a Micro Electromagnetic Spring-Applied Brake

무여자 마이크로 전자 브레이크는 반복 구동 과정에서 코일 발열로 인한 열팽창과 구성 부품 간 접촉에 따른 변형이 발생할 수 있으며, 이러한 열-기계적 영향은 공극 변화를 유발하여 제동 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이 연구에서는 전기차 전장용 0.7 N·m급 무여자 마이크로 전자 브레이크를 대상으로 반복 On/Off 구동 조건에서 공극 변화를 평가하기 위해 열-기계적 연성 유한요소해석을 수행하였다. 온도 상승 한도 조건인 105℃에서 3,300 cycle 반복 구동 시에는 공극 변화로 이어질 수 있는 변형은 나타나지 않아 공극 안정성이 유지됨을 확인하였다. 반면, 허용 최고 온도 조건인 155℃에서는 코어-아마추어 간 반복 접촉이 누적되면서 공극이 19.02 μm 증가하여 설계 공극 대비 약 2.72% 증가하는 결과가 나타났다. 이와 같은 열-기계적 연성해석 결과를 이용하여 공극 안정성을 평가하였으며, 반복 구동 조건에서 온도 상승에 따른 공극 안정성을 정량적으로 평가할 수 있는 분석 기법을 제안하였다.