목차

제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 및 필요성 1
1.2 연구 목적 6
제 2 장 매입형 영구자석 전동기의 기본이론 8
2.1 매입형 영구자석 전동기의 수학적 모델 9
2.1 매입형 영구자석 전동기의 제어 이론. 19
제 3 장 EV용 매입형 영구자석 전동기 설계. 26
3.1 제약 조건 26
3.2 해석 조건 29
3.3 특성 해석 40
제 4 장 PWM 고조파를 고려한 영구자석의 와전류 손실 55
4.1 영구자석 와전류 손실 55
4.2 운전조건을 고려한 전류파형의 추출 . 57
4.3 영구자석의 와전류 손실 해석. 63
제 5 장 결 론 71
참고문헌 73
그림 1.1 전기 자동차 초기 모델 1
그림 1.2 GM社의 EV1 2
그림 2.1 차량에서 IPMSM의 기본구성 8
그림 2.2 PMSM의 대표적인 회전자 구조 9
그림 2.3 IPMSM에서 전기자 권선 전류에 의한 d, q축 자로 11
그림 2.4 IPMSM에서 토크 생성 메커니즘 13
그림 2.5 d,q 평면에서 고정자 전류벡터 15
그림 2.6 부하각에 따른 마그네틱 토크 및 릴럭턴스 토크 16
그림 2.7 영구자석 동기기의 등가회로 17
그림 2.8 d, q 평면에서 전압과 전류 벡터 18
그림 2.9 MTPA 곡선 20
그림 2.10 MTPV 곡선 23
그림 2.11 전류벡터의 궤적 25
그림 3.1 전동기 코어와 자석배치 개략도 30
그림 3.2 해석 모델의 결선도 30
그림 3.3 전기강판의 B-H 커브 32
그림 3.4 전기강판의 철손 비교 33
그림 3.5 네오디움 영구자석의 등급비교 34
그림 3.6 N39UH의 온도에 따른 감자곡선 34
그림 3.7 무부하 자속밀도 분포 40
그림 3.8 1000rpm에서 무부하 상역기전력 41
그림 3.9 1000rpm에서 무부하 선간 역기전력 42
그림 3.10 1000rpm에서 선간역기전력의 고속푸리에 변환 결과 43
그림 3.11 전류각에 따른 d, q인덕턴스 및 돌극비 (40Arms) 44
그림 3.12 전류각에 따른 d, q인덕턴스 및 돌극비 (130Arms) 45
그림 3.13 전류각에 따른 d, q인덕턴스 및 돌극비 (280Arms) 46
그림 3.14 전류각에 따른 토크 (40Arms) 47
그림 3.15 전류각에 따른 토크 (130Arms) 48
그림 3.16 전류각에 따른 토크 (280Arms) 49
그림 3.17 속도에 따른 전압타원과 전류곡선 51
그림 3.18 속도-토크 곡선 52
그림 3.19 속도에 따른 전압, 전류 및 전류각 53
그림 3.20 속도에 따른 전류벡터의 궤적 54
그림 4.1 자석의 와전류 발생 메카니즘 55
그림 4.2 분할을 이용한 자석 손실의 제어 56
그림 4.3 PWM 인버터 시뮬레이션 회로도 58
그림 4.4 3000rpm에서 전류 파형 60
그림 4.5 10000rpm에서 전류 파형 61
그림 4.6 상전류의 고조파 성분 62
그림 4.7 영구자석의 분할 조건을 달리한 해석 모델 63
그림 4.8 침투깊이를 고려한 요소 분할 64
그림 4.9 분할 개수에 따른 영구자석 와전류 손실 (3000rpm) 65
그림 4.10 분할 개수에 따른 영구자석 와전류 손실 (10000rpm) 65
그림 4.11 분할 방향에 따른 영구자석 와전류 손실 (3000rpm) 66
그림 4.12 분할 방향에 따른 영구자석 와전류 손실 (10000rpm) 67
그림 4.13 고조파 성분에 따른 영구자석 와전류손실 (3000rpm) 68
그림 4.14 전류와 와전류 손실의 고조파 성분 69
그림 4.15 고조파 차수에 따른 와전류 손실 밀도 70
표 1.1 주요 전기차의 견인용 전동기 4
표 3.1 Class A 차량의 운전성능을 만족시키는 최소설계 사양 29
표 3.2 고사양 전기강판 사양 31
표 3.3 영구자석 사양 35
표 3.4 권선 사양 39
표 4.1 매입형 영구자석 전동기 파라미터 59