에스피지, 로봇 구동기 발열 잡았다

통합형 액추에이터 발열 한계 겨냥…삽입형 실드로 열전도 경로 개선

로봇 구동기 전문기업 에스피지가 통합형 로봇 액추에이터 환경에서 발생하는 전동기 발열 문제에 해법을 제시했다.

에스피지는 지난 21일 '전동기 및 전동기의 제조방법' 특허(출원번호 10-2026-0011712)를 출원했다. 이 기술은 산업용 로봇과 협동로봇, 휴머노이드 로봇 전반에서 요구되는 관절용 액추에이터 소형화·고출력화 추세에 대응하기 위한 전동기 구조 개선에 초점을 맞췄다.

에스피지 다이렉트 드라이브(SDD) (사진=지디넷코리아 신영빈 기자)

최근 로봇 액추에이터는 전동기, 감속기, 제어기를 하나의 모듈로 통합하는 방식이 일반화되고 있으나, 제한된 체적과 방열 면적 감소로 인해 내부 발열이 누적되는 구조적 한계를 안고 있다.

이 같은 환경에서는 전기적·기계적 손실로 발생한 열이 전동기 내부에 축적되기 쉽다. 이로 인해 베어링 윤활 성능 저하, 권선 절연 열화, 영구자석 감자 등 신뢰성과 수명을 저해하는 문제가 발생할 수 있다.

에스피지는 이를 해결하기 위해 삽입형 실드 구조를 전동기에 적용하는 방식을 제안했다. 고정자 코어와 권선에서 발생하는 열을 하우징으로 직접 전달하는 연속적인 열전도 경로를 형성했다. 전동기 내부에 열이 머무르지 않고 외부로 확산되도록 설계됐다.

회사 측에 따르면 이 구조를 통해 구동 중 전동기 권선 온도를 약 18% 수준으로 저감할 수 있으며, 동일한 체적 조건에서도 액추에이터의 최대 출력 확보 수준을 약 20%까지 향상시킬 수 있다.

구조적 효과도 함께 제시했다. 삽입형 실드 적용으로 고정자의 축 방향 및 원주 방향 기계적 강성이 증가하고, 전자기력에 의해 발생하는 구조 변형이 분산·완화되면서 하우징과 베어링으로 전달되는 진동 에너지가 감소한다.

이로 인해 슬롯 고조파 및 고차 전자기력 성분과 구조 공진 간의 결합이 약화돼 특정 주파수 대역에서의 진동 증폭 현상도 억제할 수 있다는 설명이다.

에스피지는 해당 기술이 별도 냉각 팬이나 복잡한 냉각 채널 없이도 열관리 성능을 개선할 수 있어, 구조 단순화와 유지보수 용이성 측면에서 경쟁력을 가질 수 있다고 보고 있다.