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영구자석 선형 동기전동기(PMLSM)는 직선 운동 시스템에서 단위 면적당 높은 추력과 고속, 고정밀도의 속도 및 위치 제어가 가능하다. 그러나 영구자석 선형 동기전동기는 근본적으로 기하학적 양단부가 존재함으로써 발생하는 단부효과와 고자장의 영구자석과 1차측 슬롯 철심을 사용함으로써 발생하는 슬롯효과 및 운전 중 전류 왜란에 의해 발생하는 추력 리플로 인하여 정밀 기기에 적용 시 위치 오차와 기계적 진동 및 소음을 야기한다. 본 논문에서는 영구자석 선형 동기전동기의 추력 ...

영구자석 선형 동기전동기(PMLSM)는 직선 운동 시스템에서 단위 면적당 높은 추력과 고속, 고정밀도의 속도 및 위치 제어가 가능하다. 그러나 영구자석 선형 동기전동기는 근본적으로 기하학적 양단부가 존재함으로써 발생하는 단부효과와 고자장의 영구자석과 1차측 슬롯 철심을 사용함으로써 발생하는 슬롯효과 및 운전 중 전류 왜란에 의해 발생하는 추력 리플로 인하여 정밀 기기에 적용 시 위치 오차와 기계적 진동 및 소음을 야기한다. 본 논문에서는 영구자석 선형 동기전동기의 추력 리플을 저감시키기 위하여, 전동기의 코어 형상에 따른 슬롯효과(Slot effect)와 양단부의 영향으로 발생하는 단부효과(End effect)를 최소화 하는 구조 설계법과 공간 벡터 위상 제어에 의한 전류보상법에 대하여 연구하였다. 영구자석 선형 동기전동기의 시작품은 설계 이론을 기초로 하여 치수를 산정하고, 상세 형상 치수는 유한요소법을 이용하여 디텐트력이 최소화 되는 영구자석의 배열과 코어 슬롯의 최적 형상을 결정하였다. 잔류 디텐트력을 저감하기 위해서는 보극의 설계 방법에 대하여 연구하였다. 그리고 PMLSM의 속도제어 운전시 전류리플 등에 의해 발생하는 추력 리플을 저감하기 위하여 DSP(Digital Signal Process)를 이용한 전류 보상 제어 알고리즘을 개발하였다. 설계의 검증을 위하여 시작품 PMLSM과 제어회로 및 실험 장치를 제작하여 특성 실험을 실시하였으며, 그 실험 결과와 시뮬레이션 값을 비교, 분석하여 상호 잘 일치함을 알 수 있었다. 이상의 본 연구에서는 PMLSM의 추력 리플 저감 방법으로 기하학적 구조 설계에 의한 방법, 보극 설치에 의한 방법 및 전류 보상제어에 의한 방법을 제안하였으며, 그 타당성을 입증하였다.