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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김성일
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 호서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수49
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본 논문에서는 고주파 신호 주입 기반의 센서 리스 제어를 통해 회전자 초기 위치추정을 위한 회전자 형상을 설계하고 회전자의 돌극 구조에 따른 전동기의 전자기적 특성을 살펴보았다. 1.1 이상의 돌극비를 가지며 기존 표면부착형 영구자석 동기전동기와 동등한 성능 수준을 유지하기 위해 반응표면법을 이용한 최적 설계를 진행하였으며 유한요소해석 결과를 바탕으로 회전자 형상을 제안하였다.
기존 모델은 방향성을 가진 에어 포일 베어링(air foil bearing)이 적용된 연료전지 공기압축기용 전동기로 회전자 위치추정에 있어 문제점을 가지고 있다. 따라서 d-q 축 자기적 돌극성을 이용하여 이러한 문제를 해결하기 위해 최소 돌극비를 가지는 회전자 형상을 설계하였다.
중심 합성 계획법(Central Composite Design, CCD)을 활용한 최적 설계를 위해 Minitab을 사용하여 회전자에 삽입되는 자성체의 두께를 최적화하였다. J-MAG을 이용한 2차원 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA) 결과를 바탕으로 제안된 회전자 형상의 전자기적 특성을 비교 및 검토하였다.
본 논문을 통해 신호 주입 센서 리스 제어를 위해 최소 돌극비를 가지는 회전자 형상의 구현 가능성 확인으로 회전자의 위치추정이 가능하리라 판단된다.
기존 모델은 방향성을 가진 에어 포일 베어링(air foil bearing)이 적용된 연료전지 공기압축기용 전동기로 회전자 위치추정에 있어 문제점을 가지고 있다. 따라서 d-q 축 자기적 돌극성을 이용하여 이러한 문제를 해결하기 위해 최소 돌극비를 가지는 회전자 형상을 설계하였다.
중심 합성 계획법(Central Composite Design, CCD)을 활용한 최적 설계를 위해 Minitab을 사용하여 회전자에 삽입되는 자성체의 두께를 최적화하였다. J-MAG을 이용한 2차원 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA) 결과를 바탕으로 제안된 회전자 형상의 전자기적 특성을 비교 및 검토하였다.
본 논문을 통해 신호 주입 센서 리스 제어를 위해 최소 돌극비를 가지는 회전자 형상의 구현 가능성 확인으로 회전자의 위치추정이 가능하리라 판단된다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구 배경 및 필요성 12. 연구 내용 및 구성 4Ⅱ. 영구자석 동기전동기 51. SPMSM과 IPMSM의 개요 52. 운전특성 및 특성 방정식 83. 영구자석 동기전동기의 손실 13가. 동손 13나. 철손 15다. 영구자석 와전류손 17Ⅲ. 기존 모델 분석 181. 기존 모델의 형상 및 사양 182. 기존 모델의 2D, 3D 유한요소해석 비교 20Ⅳ. 돌극 구조를 갖는 회전자 형상 설계 221. 설계 과정 222. 영구자석 두께 산정 243. 회전자 형상 설계 26가. 반응표면법 26나. 중심 합성 계획법 28다. 회전자 형상 최적화 294. 고정자 형상 설계 34Ⅴ. 돌극 구조를 갖는 회전자 형상 특성 해석 361. 기존 및 설계 모델의 전자기 특성 비교 36가. 역기전력 및 역기전력 THD 비교 36나. 인덕턴스 돌극비 비교 40다. 토크 비교 412. 기존 및 설계 모델의 손실 특성 비교 43가. 동손 비교 43나. 철손 비교 44다. 와전류손 비교 47라. 효율 비교 50마. 영구자석 감자 특성 51Ⅵ. 결론 및 향후 연구 531. 결론 532. 향후 연구 54
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