表面磁石形 同期電動機의 減磁 特性 解析

Abstract

동기전동기에 사용되는 희토류 자석은 에너지밀도가 높아 적은 양의 자석으로도 충분히 큰 토크를 발생시킬 수 있어 전동기의 소형화 및 경량화에 유리하다. 그러나 희토류 자석에 비해 페라이트 자석은 잔류 자속밀도 및 보자력이 낮을 뿐만 아니라 희토류 자석에 비하여 잔류자속밀도 및 보자력의 크기가 작기 때문에 감자될 확률이 높은 것이 사실이다. 따라서 에너지 밀도가 낮은 페라이트 자석을 사용하는 전동기는 감자 특성을 해석하여 전동기의 동작을 개선하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 영구자석 구조를 갖는 SPMSM의 감자 특성에 대하여 설명하였다. 특성 해석을 위하여 2차원 상용 유한요소해석 프로그램을 사용하였고 해석시간을 단축하기 위해서 전체 모델의 1/4부분을 해석하였다. 해석 결과 입력 전류의 일정 시간에서 영구자석의 자화방향과 반대가 되는 회전자속의 발생으로 인하여 감자가 발생함을 알 수 있었다. 또한 영구자석의 특정 부분에서 불가역 감자 및 가역 감자가 발생할 수 있으며 전류의 크기에 따라 감자 비율이 증가함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 SPMSM를 제어함에 있어 감자를 피하기 위해 전류의 크기와 방향을 잘 고려하여 제어해야 함을 알 수 있었다.

Generally, 3 phase Surface Permanent Magnet Motor has a same feature like a 3 phase induction motor with permanent magnet inside. The magnet is sticked on the shaft. The NdFeB is usually used in this motor. But because its price is much higher than that of the other magnet the ferrite magnet could be used instead. It has lower flux density and coerceive force than NdFeB magnet. Also it could be demagnetized easily than NdFeB magnet. This paper describes on the demagnetization characteristics analysis of a Surface Permanent Magnet motor. A quarter model and the half period boundary condition was considered to reduced the calculation time. The stator coil type is distribution type and the magnet is ferrite. From the simulation results, it is shown that the irreversible or reversible demagnetization could be occurred and increased as the current is increased in the magnet.