表面磁石形 同期電動機의 磁石量 減少에 따른 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 자석은 페라이트 자석에 비해 가격이 비싸기 때문에 잔류 자속밀도 및 보자력이 낮은 페라이트 자석을 많이 활용한다. 이러한 영구자석형 동기전동기는 권선형 동기전동기에 비해서 가격적으로 비싸기 때문에 중,소형 전동기에 많이 사용되고 대형기에서는 권선형 전동기가 많이 사용된다. 본 논문에서는 영구자석의 사용량을 줄인 Consequent pole SPMSM를 제안하였고 특성을 해석하였다. 특성 해석을 위하여 2차원 상용 유한요소해석 프로그램을 사용하였고 자석량을 감소하기 위하여 기존의 SPMSM에서 영구자석의 S극만 철심재료로 대체하였고 극호각이나 영구자석 두께 등 다른 파라미터는 고정시켰다. 기존의 SPMSM과 제안한 Consequent pole SPMSM의 유한요소 특성해석 결과 비교를 통하여 제안한 모델의 적용 가능성을 검토하였다. 해석 결과 기존 모델보다 제안한 모델의 코깅 토크의 크기는 감소하였지만 평균토크, 역기전력의 크기는 상대적으로 적게 줄어들었지만 토크 리플의 크기는 많이 증가하여 최적화의 필요성을 확인하였다.