800kW급 IPM 동기발전기

제작 사양서

2026. 07.

한 국 전 기 연 구 원

제작 사양서

I. 적용범위

본 제작 사양서는 한국전기연구원에서 수행중인 “차세대 전투차량용 하이

브리드 전원공급 시스템 핵심기술 개발” 과제와 관련된 사항으로 아래의 사

양에 의해 제작한다.

II. 일반사항

1. 적용 개요

1) 제작품명 : 800kW급 IPM 동기발전기

2) 용도 : 전투차량용 하이브리드 전원공급 시스템의 필수적인 부품으로서,

원동기로부터 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전기의 성능 검증 목적

의 시제품임.

3) 특징 : 내전형으로서 회전자 내부에 V-형태의 삽입형 영구자석(Interior

Permanent Magnet; IPM)을 갖는 IPM 동기전동기

4) 구조 : 발전기를 구성하는 부품은 다음의 조건을 만족해야 한다.

(1) 고정자 : 72개 슬롯이 형성되어 있으며, 제공되는 코어 형상과 권선 사

양(3상 2층권 8병렬)을 준수하여 제작해야 한다.

(2) 회전자 : 16개 극이 형성되어 있으며, 제공되는 회전자 코어 및 영구자

석 형상 도면을 준수하여 제작해야 한다. 회전자에서 영구자석은 1극당 2개

의 막대자석이 V-형태로 배치되어 있다. 회전자 코어를 지지하는 회전체(회

전축 포함)를 경량구조로 구성해야 한다.

(3) 수냉각 자켓 : 스파이어럴 또는 병렬형 수냉각 유로 구조를 가지고 양

단에 입/출력구가 구비되어 고정자 조립체의 외부에 배치된다.

(4) 하우징 : 고정자 조립체와 수냉각 자켓의 외부에서 반경방향으로 이를

지지하면서, 회전자 조립체를 지지하기 위해 축방향 양단의 커버에 베어링

지지부를 구비하는 일반적인 회전기 구조를 가진다.

(5) 센서 : 온도센서(K-type)가 고정자 권선의 내부와 양측 엔드부에 취부

되어야 한다. 각 센서 케이블 경로 및 입출력 단자 위치를 고려하여 센서가

배치되어야 한다.

2. 납품

1) ‘800kW급 IPM 동기발전기’ 시제품 1SET를 한국전기연구원 7연구동 7212

호에 납품한다. 발전기를 구성하는 상기 5개 부품이 모두 조립된 상태를

1SET로 정의 한다.

2) 납품기간은 계약일로부터 12주 이내로 한다.

3) 제작자는 시제품을 당원에 인도할 때 다음의 자료를 제출하여야 한다.

가. 선간에서 저항, 인덕턴스, 역기전력 측정치 (3상 기준)

(사용한 LCR미터와 오실로스코프에 대한 정보도 같이 제시)

나. 재료 샘플 및 특성데이터

(필수항목: 영구자석, 고정자/회전자 코어, 코일, 에폭시, 베어링)

다. 발전기 부품 및 조립 공정 사진

라. 주요 부품 무게 측정 사진

(필수항목 : 고정자/회전자 코어, 영구자석, 냉각자켓, 하우징(프레임, 커

버), 고정자Assy., 회전자Assy, 최종Assy.)

마. 발전기 2D 제작도면 및 3D 모델링

바. 발전기 밸런싱 성적서

4) 납품완료 시까지 제품에 대한 책임과 제품 인도까지의 제반 경비는 제작

자가 부담한다.

3. 하자보증

1) 하자보증기간은 납품한 날로부터 1년 이상이어야 한다.

2) 하자보증기간 내에 하자가 발생한 경우에는 무상으로 수리 또는 교체하여

야 하며, 수리 또는 교체한 부분의 하자 보증기간은 수리 또는 교체한 날

로부터 1년 이상으로 한다.

3) 고장 및 사고의 원인이 제작자의 설계 및 제작 결함에 의한 경우일 때는

무상으로 수리 또는 대체 제작을 하여야 하며 사고로 인한 손실은 제작자

가 부담한다.

4. 기타

1) 본 사양서에 해석상의 이견이 있을 경우에는 당원의 해석에 따른다.

2) 제시된 규격의 변경이 필요할 경우 담당자와 협의를 거쳐야 한다.

3) 사양이 제시되지 않은 부분들은 담당자와 협의하여 결정한다.

4) 제작에 사용되는 자재는 반드시 아래의 기술사양에 따라야 하고, 특별히

명시되지 않은 사양에 대해서는 반드시 KS, JIS, ANSI 등의 규격품을 사용

하여야 하며 사전에 담당자와 협의 후 결정한다.

5) 납품 전 Maker Factory에서 당 연구원 담당자의 검사를 받은 후 납품한

다. 검사과정에서 발견된 결함부분에 대해서는 Maker에서 교체, 수정, 보

완 후 납품하며, 이로 인해 납기지연이 발생할 경우에는 당 연구원 관련

규정에 따른다.

6) 검사신청은 납품 예정일로부터 7일 이전에 담당자에게 신청하며 검사신청

시 부품에 대한 사양서, 성적서 등의 관련서류와 검사 성적서를 제출한다.

III. 800kW급 IPM 동기발전기의 제작 사양

1. 발전기 치수 및 재료 사양

발전기 제작품의 고정자(코어) 및 회전자(코어/영구자석)의 전자계 구조 형

상은 그림 1과 같으며, 치수는 표 1에 나타내었다. 보안성을 이유로 구체적

인 치수는 생략하고, 대략적인 치수만 제공한다. 제작업체가 선정되면 관련

상세 치수를 공유한다(본 사양서에서 제시하는 치수는 일정 비율 내외에서

변동될 수 있으며, 선정 시 최종 제작 치수 제공).

(a) 단면도 (b) 측면도

그림 1. 발전기의 고정자 및 회전자(코어 및 영구자석) 단면도

(* 측면도에서 엔드-권선의 돌출 길이는 추정치임.)

표 1. 발전기 치수

항 목		사 양	비 고
고정자	외경, mm	54.0	철심 기준
	내경, mm	395.0	철심 기준
	치 너비, mm	11.0
회전자	외경, mm	390.0	PM포함
	내경, mm	260.0	철심 기준
공 극, mm		2.5
영구자석	WxH	44x9 x32ea	Bar 형태
고정자/회전자 스택 길이, mm		238	적층강판 기준

제약 사항으로서, 그림1(b)에 나타낸 바와 같이 전동기 길이(양측 커버 끝단

기준)는 430mm 이내로 제한하며, 이를 위해 엔드-권선의 압착 작업이 필요

할 수 있다.

‘800kW급 IPM 동기발전기’를 구성하는 각 부품의 상세 사양은 다음과 같

다.

(1) 고정자 :

-. 그림1(a)와 같은 형상으로 72개 슬롯이 형성되어 있으며, 제공되는 코어

형상과 권선 사양을 준수하여 제작해야 한다.

-. 고정자 코어 재료는 포스코(대한민국)의 35PN250(0.35t) 동등 이상의 등급

을 사용해야 하며, 축방향으로 238mm 적층(0.35t 기준 약 680매) 한다.

-. 권선 사양은 표 2, 권선 분포도는 그림 2와 같다.

-. 고정자 권선은 3상 2층권 8병렬로 구성되는데, Y-결선 중성점을 처리하고

프레임에 3개의 터미널(리드선) 처리 후 상표시 태그를 부착한다.

-. 고정자 권선의 내부, 양측 엔드부에 온도센서(K-type)를 부착하고 인출.

표 2. 권선 사양

항 목	사 양	비 고
상수	3
극수/슬롯수	16 / 72
도체 사양	Ф1.0 x 22 Reel	절연 H-등급
코일 피치	4
코일 당 턴수	5
병렬 회로수	8
직렬 권선수	15
슬롯 점적율, %	약 44.0	Copper 기준
중성점연결	Y-결선

(a) 3상 권선도 (b) A상 권선도

그림 2. 권선 분포도

(2) 회전자 :

-. 회전자는 그림1(a)와 같이 삽입형 영구자석 형태로서, 16개 극이 형성되어

있고 1극당 2개의 막대형 영구자석이 V-형태로 배치되어 있다.

-. 회전자 코어 재료는 포스코(대한민국)의 35PN250(0.35t) 동등 이상의 등급

을 사용한다.

-. 회전자 코어는 고정자 코어와 동일하게 축방향으로 238mm 적층(0.35t 기

준 약 680매) 한다.

-. 영구자석은 NdFeB N45SH 등급을 사용한다(UH/EH등급 대체 가능).

-. 영구자석은 제작성에 따라 축방향으로 4~5등분하여 배치할 수 있다.

-. 회전자 코어를 지지하는 회전체(회전축 포함)를 경량구조로 구성해야 하

며, 회전축 반대편에는 외부에서 엔코더 등 속도센서를 장착하기 위한 축

구조를 구성하고 하우징 외부로 도출해야 한다.

-. 회전축은 토크 3,500Nm 이상의 비틀림에 변형이 없어야 한다(낙찰 후 회

전축 사이즈 및 형상 제공 예정).

(3) 수냉각 자켓

-. 발전기의 수냉식 냉각방식을 고려하여 그림1(b)와 같은 형태의 냉각자켓

제작을 고려해야 한다.

-. 스파이어럴 또는 병렬형 유로 형태의 수냉각 자켓을 고정자 철심 외부에

반경방향으로 배치한다.

-. 비용 견적 시 그림1(b)의 형태와 치수를 참조하고, 냉각자켓 상세 치수와

형태는 구매 계약 후 제공한다.

(4) 하우징(프레임) 및 베어링:

-. 하우징(프레임)은 냉각자켓의 외부에서 반경방향으로 이를 지지하면서, 회

전자 조립체를 지지하기 위해 축방향 양단의 커버에 베어링 지지부를 구

비하는 일반적인 회전기 구조로 제작한다.

-. 하우징(축 반대편 커버)에 권선 리드선을 배치하고, 온도센서선이 인출되

도록 한다.

-. 하우징은 도전율이 낮고 강도가 높은 60계 이상의 알루미늄 합금을 사용

하고, 아노다이징 색상은 추후 협의 후 결정한다.

-. 베어링은 회전속도 2,550rpm 이상에서 파손이 없도록 전문 제품을 선정하

여 회전자의 양측에 배치시킨다(축방향으로 외력 없음).

그림 3. 발전기의 하우징(프레임, 커버) 예시

(5) 센서 :

-. 온도센서는 K-type을 사용한다.

-. 고정자 권선의 내부(상측 1개), 양측 엔드부(각각 1개)에 온도센서를 부착

하고 인출한다.

-. 각 센서 케이블 경로와 입출력 단자 위치를 고려하여 센서가 배치되어야

한다.

2. 제작 기술 사양

-. 치수는 제시하는 사양을 만족하여야 하며, 비틀림 및 변형이 방지되어야

한다.

-. 전원선과 신호선 배치 및 터미널 연결과정에서 절연이나 노이즈 문제가

발생하면 안 된다.

-. 발전기의 회전자는 밸런싱이 이루어져야 한다. (밸런싱 등급 G1 이상)

3. 검수 시험 내용

아래의 항목을 측정하여 제작된 제품의 기계적 사양을 검증하도록 한다.

(제시 측정법 이외의 방법을 적용 시 협의를 통해 결정 후 실시한다.)

-. 시제품과 함께 납품되는 2D 도면에 주요치수, 조립공차, 사용재질이 명기

되어 있어야 한다.

-. 시제품과 함께 납품되는 샘플 재료들과 그에 대한 특성표가 제출되어야

하며, 특히 영구자석 시료는 공기중에서 표면자속밀도를 측정하여 그 값

들을 표로 제시해야 한다.

-. 조립공차는 ±0.05mm 이내를 만족해야한다. 치수 측정은 버니어캘리퍼스

등을 이용한다.

-. 절연저항을 측정하여 권선 절연에 문제가 없음을 보여야 한다.

-. 회전자의 밸런싱 등급을 만족하는 성적서를 제출해야 한다.