IPM 電動機의 永久磁石 內의 渦電流 解析

Abstract

IPM 전동기는 전기자동차 분야 이외에도 광범위한 분야에 적용될 수 있으며 대표적으로 초고속 공작기계와 같은 산업용 분야와 에어컨, 냉장고 및 세탁기와 같은 가전용 분야에 사용되고 있다. 초고속 공작기계에서는 IPM 전동기는 스핀들 모터로 사용됨으로써 고속절삭이 가능하여 가공속도를 증가시키고, 절삭저항이 줄어들어 가공 정밀도 또한 대폭 향상된다. 에어컨과 냉장고의 경우는 고효율화가 주된 목표로써 IPM 전동기로 컴프레셔를 이용할 경우, 전체 운전 영역에 대하여 고효율을 얻을 수 있다. 또한 세탁기 구동 모터로 사용 될 경우, 세탁 시에 저속 고 토크 특성과 탈수 시에 고속 특성을 얻을 수 있기 때문에 IPM 전동기 응용이 점차 증가되고 있다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 IPM 전동기의 와전류 특성 해석에 대하여 서술하였다. 3차원 유한요소 해석 프로그램을 사용하여 IPM 전동기의 영구자석에 발생하는 와전류 특성을 해석하였다. 영구자석을 4등분, 8등분까지 분할하여 영구자석 내에 발생하는 와전류 밀도 분포, 와전류 손실 밀도 분포 및 와전류 손실의 크기 등을 분석하고 검토한 결과 등분이 높아질수록 와전류 손실의 크기가 줄어들게 됨을 확인하였다.