유한요소법을 이용한 Flux Switching Motor의 설계

Abstract

플럭스 스위칭 전동기(Flux Switching Motor:FSM)는 가장 최근에 등장한 전동기로서, 일종의 스위치드 릴럭턴스 전동기나 동기형 릴럭턴스 전동기와 같이 릴럭턴스 토크를 이용하고, 고정자 및 회전자의 구조면에서는 유사하나 제어회로 및 운전 알고리즘에서는 상당히 다른 면을 보이고 있다. 특히 회로 측면에서 적은 숫자의 전력변환소자로도 Topology를 구성할 수 있으며 더욱이 주목할 사항은 적용대상 제품인 공기청정기 등의 송풍기 구동에 적합하게 저속에서 다른 전동기에 비해 고효율의 전동기 특성을 가지고 있는 장점이 있다. 미국, 영국 등 선진국에서 현재 활발히 연구개발 되고 있으며, 또한 우리의 경쟁국으로 급격히 부상하고 있는 중국에서 FSM을 연구하는 움직임이 나타나고 있다. 따라서 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 FSM의 설계에 대하여 설명하였다. 고정자에 필드권선을 대신할 수 있는 영구자석을 갖는 모델에 대하여 회전자 변화에 따른 특성을 유한요소법을 이용하여 해석하였고, 최저리플을 갖는 형상을 최적화 이론을 통하여 설계하였다.