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The interior permanent-magnet synchronous motor (IPMSM) is often used for the traction motor of hybrid electric vehicles (HEVs) and electric vehicles (EVs) due to its high power density and wide speed range. This paper introduces the 120kW class IPMSM for traction motors in military trucks. This sys...

주제어

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제안 방법

  • However, the high speed operation will cause a fairly large centrifugal force on the rotor, and this force may cause mechanical problems [4-6]. In this study, these problems are addressed and a design approach explained that will help resolve the issue.
  • The operating point of the permanent magnet was lowered when air gap length was increased, and torque was consequently reduced. The 1.2mm air gap model considering the torque margin as a tolerance and a stray-load loss was determined as the improved model.
  • The characteristic analysis of the initial model and the shape design were performed, and the experiment was also performed after production. The design approach, which reduces the price of PMSM, was performed in the shape design by FEA.
  • The produced motor sustained damaged due to the high centrifugal force during the high speed rotation experiment. To compensate for this, the improved model, which provides the desired torque and improves mechanical durability, was designed by an FEA of electromagnetic analysis and stress analysis. The FEA analysis results of the improved model were adequately verified through experiment.

대상 데이터

  • The main application of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) is a traction motor for fuel cell electric vehicles, hybrid electric vehicles, and battery electric vehicles. The hybrid vehicle systems are divided into three parts: SHEV (series hybrid electric vehicle), PHEV (parallel hybrid electric vehicle) and PSHEV (power split hybrid electric vehicle). Among them, the SHEV should operate all driving areas of the vehicle by pure motor propulsion.
  • This study introduced a 120kW class IPMSM for the traction motors of SHEV military trucks. In the basic design, a model having excellent electromagnetic performance except for mechanical durability was designed.
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참고문헌 (6)

  1. Sung Chul Oh, "Evaluation of Motor Characteristics for Hybrid Electric Vehicles Using the Hardware-in-the-Loop Concept," IEEE Trans. Veh. Technol., Vol. 54, Issue 3, pp. 817-824, May. 2005. 

  2. Hyung-Woo Lee, Ki-Doek Lee, Won-Ho Kim, Ik-Sang Jang, Mi-Jung Kim, Jae-Jun Lee and Ju Lee, "Parameter Design of IPMSM With Concentrated Winding Considering Partial Magnetic Saturation," IEEE Trans. Magn., Vol. 47, Issue 10, pp. 3653-3656, Oct. 2011. 

  3. THOMAS M. JAHNS, GERALD B. KLIMAN and THOMAS W. NEUMANN, "Interior Permanent-Magnet Synchronous Motors for Adjustable-Speed Drives," IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. IA-22, Issue 4, pp. 738-747, Jul./Aug. 1986. 

  4. Jae-Woo Jung, Byeong-Hwa Lee, Do-Jin Kim, Jung-Pyo Hong, Jae-Young Kim, Seong-Min Jeon, Do-Hoon Song, "Mechanical Stress Reduction of Rotor Core of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor," IEEE Trans. Magn., Vol. 48, Issue 2, pp.911-914, Feb. 2012. 

  5. Dutta, R, Rahman, M.F, "Design and Analysis of an Interior Permanent Magnet (IPM) Machine With Very Wide Constant Power Operation Range," IEEE Trans. Energy Conversion, Vol. 23, Issue 1, pp. 25-33, Mar. 2008. 

  6. Katsumi Yamazaki and Yusuke Kato, "Optimization of High-Speed Motors Considering Centrifugal Force and Core Loss Using Combination of Stress and Electromagnetic Field Analyses," IEEE Trans. Magn., Vol. 49, Issue 5, pp.2181-2184, May. 2013. 

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