자주 묻는 질문

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자주 묻는 질문

PCB 고정자 모터 기술

PCB (인쇄 회로 기판) 고정자 모터의 발명은 한 개인에게 귀속되지 않습니다. 대신 PCB 고정자 모터의 개발은 모터 및 전자 기술의 광범위한 발전의 일부입니다. 하지만 ECM이 활용하는 고유한 PCB 고정자 혁신 기술 중 상당수는 ECM의 파괴적 기술 발전의 원동력이었던 ECM CTO 스티븐 쇼 박사가발명하고 특허를 취득한 것입니다.

인쇄 회로 기판 고정자라고도 하는 PCB 고정자는 브러시리스 DC(BLDC) 모터 및 전기 기계에 사용되는 고정자의 한 유형입니다. The 고정자 는 전기 모터의 주요 구성 요소 중 하나입니다. 남아 고정되어 있고 포함 전류를 가할 때 자기장을 생성하는 와이어 코일(권선)입니다. 이 자기장은 로터와 상호작용하여 로터를 회전시키고 기계적 움직임을 생성합니다. PCB 고정자 모터에서 고정자 권선은 기존의 구리선으로 감기는 것이 아니라 인쇄 회로 기판(PCB)에 직접 인쇄됩니다. 이 디자인은 여러 가지 기능을 제공합니다.


장점



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PCB 고정자 모터는 HVAC, 소비자 가전, E-모빌리티, 로봇 공학, 방위 및 항공우주 등 다양한 분야의 전기 시스템의 핵심 부품입니다.

PCB 고정자 모터의 구리 권선은 주로 구조와 배치에서 기존 전기 모터의 권선과 다릅니다. 주요 차이점은 다음과 같습니다:

  • 건설:

인덕션 모터나 브러시드 DC 모터와 같은 기존 전기 모터에서는 구리 권선이 고정자 코어 주위에 코일처럼 감겨 있습니다. 이 와인딩 프로세스에는 고정자 권선을 형성하기 위해 구리선을 여러 번 감는 과정이 포함됩니다. PCB 고정자 모터에서는 구리 권선을 기존 와이어로 감지 않습니다. 대신 인쇄 회로 기판(PCB)에 직접 인쇄합니다. 이 프로세스에는 고정자 권선을 만들기 위해 PCB에 구리 트레이스를 에칭하는 작업이 포함됩니다. 이 인쇄 권선 설계는 기존 모터에 사용되는 노동 집약적인 코일 권선 공정이 필요하지 않습니다.

  • 통합:

기존 모터의 구리 권선은 고정자 코어에 통합되어 있으며 일반적으로 고정자의 적층 철심 위에 감긴 코일로 구성됩니다. PCB 고정자 모터에서 구리 권선은 PCB의 필수적인 부분이며 고정자 코어는 종종 유리 또는 복합 재료와 같은 다른 재료로 만들어집니다. PCB 설계를 통해 권선을 정확하고 효율적으로 배치할 수 있습니다.

  • 크기와 무게:

기존 모터의 구리 권선은 코일 권선 공정과 더 큰 철심 사용으로 인해 모터의 무게와 크기가 커질 수 있습니다. PCB 고정자 모터는 구리 권선이 얇은 PCB에 직접 인쇄되기 때문에 컴팩트하고 가벼운 디자인으로 잘 알려져 있습니다. 이를 통해 PCB 고정자 모터의 전체 크기와 무게를 줄일 수 있습니다.s.

  • 효율성:

기존 기계와 비교하여 PCB 고정자 모터는 다음과 같은 이점을 제공합니다. 더 높은 효율성 제공 인쇄된 권선의 정밀도와 기판의 여러 부분에서 트레이스의 모양을 변경할 수 있기 때문입니다.

PCB 고정자 전기 모터는 영구 자석, 축 자속, 동기식입니다, 브러시리스 DC(BLDC) 모터. BLDC 모터는 브러시형 DC 모터에서 흔히 볼 수 있는 브러시와 정류자가 없는 것이 특징입니다. 대신 BLDC 모터는 모터 컨트롤러를 통한 전자식 정류를 사용하여 모터의 속도와 방향을 정밀하게 제어합니다. PCB 고정자 모터는 고정자 권선이 인쇄 회로 기판(PCB)에 직접 인쇄된 BLDC 모터의 특정 설계 변형입니다. 이 디자인은 소형화, 무게 절감 및 효율성 측면에서 이점을 제공하므로 다양한 애플리케이션, 특히 크기 제약이 있거나 높은 에너지 효율이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 고정자 권선에서 생성된 자기장이 회전자에 있는 영구 자석과 상호작용하여 모터가 회전합니다.

PCB 고정자 모터는 일반적으로 활용 축 방향 플럭스 설계. 즉, 자속 모터의 로터 샤프트에 평행하게 배치되어 다양한 애플리케이션에 적합한 컴팩트하고 효율적인 모터 설계가 가능합니다. 축 자속 PCB 고정자 모터는 다음과 같은 애플리케이션에서 일반적으로 사용됩니다. HVAC, 로봇 공학, 전기 자동차 및 기타 컴팩트하고 효율적인 모터 솔루션이 필수.

PCB 고정자 모터는 일반적으로 모터 설계의 일부로 영구 자석을 사용합니다. 이러한 영구 자석은 모터 작동에 필요한 자기장을 생성하는 데 필수적입니다. PCB 고정자 모터에 사용되는 가장 일반적인 자석 유형은 다음과 같습니다:

  • 네오디뮴(NdFeB) 자석: 네오디뮴 자석은 자기 강도가 높은 것으로 알려져 있으며 많은 모터 애플리케이션에 널리 사용됩니다. 네오디뮴 자석은 컴팩트한 크기에 강력한 자기장을 제공하므로 더 많은 호환 모터에 적합합니다.
  • 페라이트(세라믹) 자석: 세라믹 자석이라고도 하는 페라이트 자석은 일부 PCB 고정자 모터에 사용되는 영구 자석의 또 다른 유형입니다. 네오디뮴 자석보다 저렴하고 자기 특성이 우수하지만 강도는 네오디뮴 자석의 약 1/3 수준입니다.

자석 유형 선택은 모터의 설계 요구 사항, 비용 고려 사항, 특정 애플리케이션 등 다양한 요인에 따라 달라집니다.

PCB 고정자 모터의 속도 범위는 설계 및 사용 목적에 따라 크게 달라질 수 있습니다. PCB 고정자 모터는 저속에서 고속까지 다양한 속도에서 작동하도록 최적화할 수 있습니다. PCB 고정자 모터의 특정 속도 범위는 모터의 크기, 전압, 사용되는 자석의 유형, 사용되는 제어 시스템 등의 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 PCB 고정자 모터는 광범위한 속도를 달성하도록 설계할 수 있으므로 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 일부 PCB 고정자 모터는 속도 범위가 낮아 정밀하고 느린 움직임이 필요한 애플리케이션에 이상적인 반면, 다른 모터는 빠른 회전이 필요한 작업에 적합한 더 높은 속도에 도달할 수 있습니다. 정확한 속도 범위는 모터가 사용되는 애플리케이션의 특정 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

  • ECM의 현재 기술 준비 상태는 0~30,000RPM 범위의 솔루션을 지원합니다.
  • 사용 가능한 범위를 확대하기 위한 R&D 노력이 진행 중입니다.

PCB 스테이터 모터의 전력 범위는 특정 설계와 사용 목적에 따라 크게 달라질 수 있습니다. PCB 고정자 모터는 광범위한 정격 전력으로 제공되며, 다양한 요구 사항에 맞게 기능을 맞춤화할 수 있습니다.

  • ECM은 현재 4W에서 20kW에 이르는 솔루션을 제공할 수 있는 기술적 준비가 되어 있습니다.
  • 사용 가능한 범위를 확대하기 위한 R&D 노력이 진행 중입니다.


PCB 고정자 모터는 광범위한


장점

소형화, 고효율, 무게 절감, 사용자 지정, 방열 개선, 와전류 손실 감소, 전반적인 에너지 효율 향상 등 다양한 이점을 제공합니다. 이러한 이점으로 인해 다음과 같은 다양한 고급 애플리케이션에 이상적입니다. 산업.

한마디로 그렇습니다. PCB
S
정류자 모터 에너지 소비를 줄여주는 높은 효율성으로 지속 가능한 제품입니다. 또한 재료 사용량을 줄이고 컴팩트한 디자인으로 자원 사용을 최소화하여 지속가능성 목표에 기여할 수 있습니다.

ECM 모터는 기존 권선형 기계에 비해 원자재 사용량이 최대 70% 적고 무게도 최대 70% 가볍습니다. PCB 고정자가 있는 모터는 기존 모터 및 발전기에 사용되는 와이어 권선 및 철재 적층이 필요하지 않으며, PrintStator는 설계에서 구리 사용을 최적화하여 원자재 요구 사항을 더욱 줄일 수 있습니다.

영구 자석을 재활용할 수 있기 때문에 ECM의 PCB 고정자 기계의 탄소 배출량은 더욱 감소합니다.

영구 자석은 적절히 관리하면 100년에 한 번씩 자력의 1% 정도만 손실됩니다. ECM 모터의 수명이 다하면 모터를 해체하고 자석을 제거하여 다른 PCB 스테이터 모터 애플리케이션에 재사용할 수 있습니다.


PCB 고정자 모터는 광범위한 애플리케이션에 매우 적합합니다.


애플리케이션



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특히 높은 효율성과 컴팩트한 디자인이 필요한 경우 더욱 그렇습니다. 특히 부드러운 움직임, 조용한 작동, 낮은 진동이 필요하고 특수한 통합 요구 사항을 충족해야 하는 시나리오에 적합합니다.


일반적인 애플리케이션에는 로봇 공학이 포함됩니다,
HVAC
, 전기 자동차, 의료 기기, 산업 자동화, 항공 우주 및 방위, 재생 가능 에너지
에너지
및 가전제품 등이 있습니다.


PCB 고정자 모터는 일반적으로 구리 권선이 있는 기존 전기 모터에 비해 더 작고 가볍습니다. 구체적인 차이점은 애플리케이션과 설계에 따라 다르지만 PCB S테이터 모터 는 일반적으로 다음과 같은 이점을 제공합니다. 컴팩트한 디자인과 효율적인 재료 사용으로 크기와 무게를 줄일 수 있습니다.

PCB Stator Advantages Sustainable motor design solutions

PCB 고정자 모터는 고효율로 유명하지만, 정확한 비율은 설계와 애플리케이션에 따라 달라질 수 있습니다. 이 비율은 디자인과 애플리케이션에 의해서만 결정되는 것이 아니라 고객의 요구 사항을 충족하도록 맞춤화되었다는 점을 강조하는 것이 중요합니다. PrintStator를 사용하면 고객의 사양에 맞게 효율성을 최적화할 수 있습니다.

많은 경우 ECM의 모터는 90%를 초과하여 에너지 절약과 열 발생 최소화 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. 특히 일부 모터 설계는 94%라는 놀라운 최대 효율을 달성했으며, 많은 모터 설계가 권위 있는 IE5 효율 등급을 획득했습니다.

ECM 모터는 특허받은 열 기능을 통해 냉각되어 고정자의 열을 효과적으로 케이스로 끌어내어 주변으로 방출할 수 있습니다.

ECM의 고정자(토크를 생성하고 자석으로 덮여 있는)의 활성 영역은 내부와 외부 비아 링 사이의 영역입니다. 외부에 보이는 구리 흔적은 끝 회전 은 비활성 상태입니다. 동안 속이 비어 있지 않으며, 이러한 흔적을 “히트 파이프“라고 부릅니다. 그들 use 구리를 사용하여 고정자 중앙에서 외부 가장자리로 열을 전도하여 고정자가 케이스에 고정되어 거부될 수 있습니다. 앰비언트. TheSE 스테이터 히트 파이프 또한 기능 Z 방향으로 분배 열을 보드의 상단 및 하단 레이어에 분산시키는 역할도 합니다.

누구나 PCB고정자 모터를 제조할 수 있습니다.

ECM은 전기 모터 설계 및 소프트웨어 회사로, 모터 CAD와 SaaS를 사용하여 고객이 고객이 활용하도록 활용할 수 있도록 지원하는 회사입니다. ECM 은 당사의
PrintStator
서비스형 설계 플랫폼과 는 여러 계약 제조업체와 제휴하여 최종 고객을 위한 PCB 고정자 모터를 생산하고 있습니다. ECM의 간소화된 기술 구축은 고객이 자체 맞춤형 솔루션을 수직적으로 통합하고 제조할 수 있는 기회도 제공합니다.


ECM은
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구리 형상, 열역학, 제작 특성 등 PCB 고정자 모터의 여러 구성 요소에 대한 고유한 특허를 보유하고 있습니다.


특허에 대한 자세한 내용은 ECM 팀(info@pcbstator.com)에 문의하세요.

저전력 애플리케이션의 경우 ECM 머신은 일반적인 커패시터 스타트 인덕션 머신에 비해 뚜렷한 효율성과 소음 이점을 제공합니다. BLDC 모터에 비해 권선의 내구성, 턴다운을 사용하는 애플리케이션의 코깅 토크 부족, 효율성 등의 장점이 있습니다. 철분 손실이 없기 때문에 효율성이 뛰어납니다. 효율성과 턴다운 기능이 향상되면 연결된 장비의 소형화, 피크 부하 감소 등 시스템 수준의 개선으로 이어질 수 있습니다.

ECM 기계가 샤프트 위치에 따라 브러시드 DC 모터와 동일한 방식으로 정류될 때 토크-속도 곡선은 평평하고 선형적입니다. 이 곡선은 기존의 브러시리스 DC 모터와 유사하지만 간헐적인 코깅 토크 영역이 없습니다.

코깅 토크가 전혀 발생하지 않는 것은 ECM 장비의 뛰어난 특징입니다.

엔드 턴 절연 불량과 베어링 고장은 BLDC 모터의 주요 고장 모드입니다. 베어링은 초기 품질과 환경의 문제이지만, 엔드 턴은 BLDC의 권선이 가장 적게 지지되는 곳이며 절연이 구조상 가장 큰 스트레스를 받는 곳입니다.

이와는 대조적으로 ECM 기계에는 엔드 턴을 포함하여 완전히 제한되고 캡슐화된 권선이 있습니다. 이러한 엔드턴은 시공 시 단열 스트레스가 발생하지 않습니다. ECM 기계 고정자가 고장날 경우 교체할 수 있는 단일 부품입니다.

전자 회로 모터 권선은 EMF가 거의 정현파에 가까운 방식으로 PCB 전체에 걸쳐 층층이 엇갈리게 배치되어 있습니다. 자속이 집중되는 기존 BLDC 모터는 뚜렷한 사다리꼴 파형을 생성하는 경향이 있습니다.

전자 회로 모터 컨트롤러는 안전한 작동 범위를 결정하므로 ECM 기계는 모든 입력 작동 및/또는 전원 컨디셔닝을 수용하도록 설계할 수 있습니다.

ECM 기계는 기존 인덕션 기계처럼 환기가 되지 않습니다. 공기 중 자성 물질로 인한 오염은 제거하기 어렵고 기계의 조기 고장으로 이어질 수 있습니다. 개방형 섀시 설계를 채택한 기존 BLDC 머신은 이 기능을 공유합니다.

전자 회로 모터는 상황에 따라 공기나 물을 이용해 수동적으로 또는 능동적으로 냉각할 수 있습니다. 수냉식 전자회로 모터는 놀라운 성능을 입증했습니다. 그러나 기존의 TEFC 또는 패시브 냉각은 ECM 장비에 일반적으로 사용됩니다.

영구 자석은 일반적으로 ‘최대 작동 온도’가 특징이며, 그 이상에서는 자화 손실이 발생합니다. 이 최대 온도는 모든 자화가 손실되는 퀴리 온도보다 훨씬 낮습니다. 최대 작동 온도는 특정 자석에 따라 다르지만, 우려되는 온도 범위는 80°C~200°C입니다.

PCB의 기계적 특성은 약 120°C에서 저하되지만, 고온 내성과 유리 전이 온도가 높은 회로 기판 소재를 사용할 수 있으며, E-회로 모터에 통합하여 내열 온도를 180°C까지 높여 “H” 등급 인덕션 기계와 비슷한 수준으로 높일 수 있습니다.

PrintStator 설계 및 제조 소프트웨어

ECM의 고급 모터 CAD 소프트웨어인 PrintStator는 사용자 사양을 최적화된 인쇄 회로 기판(PCB) 고정자 모터 설계로 변환하는 혁신적인 SaaS 플랫폼입니다.

PrintStator를 통해 사용자는 고급 PCB 고정자 모터를 위한 탁월한 설계 자유도와 출시 기간을 확보할 수 있습니다. 그 결과, 이제 고급 프로토타이핑 프로젝트의 정확도를 높이고 기간과 예산을 크게 줄이면서 프로젝트를 진행할 수 있게 되었습니다.

PrintStator는 전 세계에서 모터 프로토타입을 제작하는 데 사용할 수 있는 제조 파일을 개발하여 PCB 고정자 모터 제조를 간소화합니다.

PrintStator는 전기 모터 혁신을 촉진하는 사용자 친화적인 인터페이스를 제공합니다. 엔지니어는 특정 솔루션에 맞는 완전히 고유한 모터 설계를 만들거나 기존 설계 라이브러리에 액세스하여 요구 사항에 따라 맞춤화할 수 있습니다.

사용자 지정 옵션

이 소프트웨어는 다음을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 사용자 지정 옵션을 제공합니다:

  • 모터 치수
  • 전압/전류 제한
  • 성능 사양
  • 목표 효율성
  • 특정 자성 재료 통합


신속한 디자인 반복

PrintStator는 모터의 전자기, 열, 기계적 동작을 분석하여 사용자에게 모터 성능을 정확하게 예측하고 신속한 설계 반복을 가능하게 하는 독자적인 알고리즘을 사용합니다.


PrintStator
는 고급 알고리즘을 활용하여 디스크리트 모터 사양을 최적화된 PCB 고정자 솔루션으로 변환합니다.

복잡한 형상, 구불구불한 패턴, 소재 특성을 모두 아우릅니다. ECM의 모터 설계 솔루션을 사용하면 다양한 작동 조건과 다양한 주변 온도에서 설계의 성능을 시뮬레이션할 수 있습니다.


의 출력

PrintStator

의 출력물은 고유한 맞춤형 전기 모터의 설계 파일로 사용할 수 있습니다.


간소화된 5단계 맞춤형 모터 설계
PrintStator step by step process

PrintStator는 인쇄 회로 기판 산업의 글로벌 역량을 활용하여 신속한 프로토타이핑과 본격적인 생산을 가능하게 합니다. 각각의 고유한 PCB 고정자 설계를 통해 PrintStator는 PCB 제조 업계에서 널리 사용되는 2D 바이너리 이미지를 위한 개방형 ASCII 벡터 형식인 거버 파일을 자동으로 생성합니다. 이 파일은 구리 중량, 각 레이어의 레이아웃, 비아, 솔더 마스크 및 범례와 같은 주요 요소를 지정하며 전 세계 고정자를 즉시 인쇄하는 데 사용할 수 있습니다. 그 결과 탁월한 유연성, 출시 기간 단축, 확장성을 확보할 수 있습니다.

다양한 맞춤화 기회를 고려할 때 PrintStator는 광범위한 응용 분야 및 사용 사례에 맞게 PCB 고정자 모터 솔루션을 맞춤화하고 최적화할 수 있습니다.. 현재까지, PrintStator 는 A&D, 소비자 가전, 로봇 공학, HVAC, 산업 장비, e-모빌리티, 재생 에너지, 의료 기기, 해양, 시뮬레이션 관성 등의 산업 분야에서 4W ~ 20kW 범위의 애플리케이션에 사용되었습니다.
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및 피트니스 장비.

PrintStator 는 스타트업부터 저명한 업계 리더에 이르기까지 다양한 기업에서 사용하고 있습니다. 2023년 3분기 현재 ECM은 100개가 넘는 고유한 프로토타입 솔루션을 설계 및 제조했으며, 현재 많은 솔루션이 다음과 같이 사용되고 있습니다. 대량의 상용 제품에 통합되었습니다.

ECM 솔루션은 광범위한 산업 및 애플리케이션을 위해 설계되었으며, 4W에서 20kW에 이르는 전력 등급을 제공합니다. ECM의 기술은 이 범위 내에서 광범위한 테스트를 거쳤습니다. 제공 높은 신뢰 수준을 제공합니다. ECM은 더 높은 전력 등급에서 기술 준비성을 확대하기 위해 지속적으로 R&D 프로젝트를 수행하고 있습니다.

PrintStator는 다양한 애플리케이션과 사용 사례를 위해 광범위한 지정 토크 범위의 모터를 설계할 수 있습니다.

  • 현재ECM은 0~75Nm의 연속 토크와 500Nm의 순간 최대 토크 범위의 솔루션을 제공할 수 있는 기술력을 갖추고 있습니다.
  • ECM의 현재 기술 준비 상태는 0~30,000RPM 범위의 솔루션을 지원합니다.
  • 사용 가능한 범위를 확대하기 위한 R&D 노력이 진행 중입니다.

PrintStator는 수동으로 설계된 모터에 비해 다음과 같은 상당한 이점을 제공합니다:

정확한 모터 설계

PrintStator의 고급 모델링 알고리즘은 이산형 모터 사양을 인적 오류의 위험 없이 최적화된 PCB 모터 고정자 설계로 변환합니다.

디자인 유연성

PrintStator는 사용자에게 탁월한 설계 유연성을 제공하여 사용자가 모터를 중심으로 시스템을 설계하는 것이 아니라 시스템을 중심으로 모터를 설계할 수 있습니다.

시뮬레이션 도구

PrintStator는 다양한 작동 환경에서 각 모터 설계의 성능을 정확하게 시뮬레이션하여 사용자가 특정 애플리케이션에 더 잘 맞도록 솔루션을 빠르게 최적화할 수 있습니다.

최적화

PrintStator의 사용자는 애플리케이션 요구 사항에 따라 무게, 효율성, 토크 밀도, 크기, 전류 및/또는 여러 기준의 조합을 포함한 다양한 특성에 맞게 모터 설계를 최적화할 수 있습니다.

빠른 디자인 주기

PrintStator를 사용하면 변경된 파라미터 입력을 통해 디자인을 빠르게 반복할 수 있습니다. PrintStator를 사용하면 몇 시간 만에 완전한 모델을 준비할 수 있으며, 작동하는 프로토타입을 단 몇 주 만에 완성할 수 있습니다.

간소화된 제조

PrintStator는 각 모터 설계마다 고유한 거버 파일을 생성합니다. 이러한 파일을 전 세계 PCB 제조업체에 전송하여 즉시 프로토타입을 제작할 수 있으므로 제조 공정이 간소화되고 설계에서 프로토타입 제작까지 걸리는 시간이 단축됩니다.

소프트웨어 업데이트

클라우드 기반 소프트웨어인 PrintStator에는 모델링 정확도와 최적화 기능을 지속적으로 개선할 수 있는 통합 피드백 루프가 있습니다. PrintStator 사용자는 정기적인 소프트웨어 업데이트를 기대할 수 있습니다.

저희에게 연락하세요!

수상 경력에 빛나는 모터 설계 소프트웨어의 공개 출시

PrintStator

가 2024년 1분기에 출시될 예정입니다!

툴박스에 PrintStator를 사용하면 개인용 컴퓨터에서 편안하게 최종 사용 애플리케이션에 특화된 통합형 맞춤형 PCB 고정자 모터 및 발전기를 제작할 수 있습니다. 그런 다음 소프트웨어가 현지 인쇄 회로 기판 설계 업체와 통신하여 몇 주 내에 완전한 턴키 모터 솔루션을 제공합니다.

모터를 중심으로 시스템을 설계할 필요 없이 PrintStator 모터 CAD를 활용하여 시스템에 맞는 차세대 특수 모터를 설계할 수 있습니다.

PrintStator Motor CAD Logo

맞춤형 디자인

정확한 작동 매개변수를 갖춘 전문 솔루션.

상업용 애플리케이션

ECM의 PCB 고정자 기술로 구동되는 혁신적인 애플리케이션.

ECM's PCB Stator