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최근 전기자동차나 가전기기 같은 산업 분야에서 저속 고토크 구동방식을 필요로 하는 추세이다. 외전형 전동기의 경우 동일 크기의 내전형 전동기에 비해 공간적인 여유와 자석 사용량을 증가시킬 수 있고 회전반경이 크기 때문에 토크를 최대화할 수 있다. 이러한 추세에 따라 용도와 목적을 고려하여 토크와 유기전압과 같은 특성을 만족할 수 있는 외전형 전동기의 최적설계가 필요하다. 전동기를 설계할 때 특성을 정확히 예측하기 위해서는 고정자의 엔드턴이나 회전자의 오버행 구조를 고려해주어야 한다. 이러한 구조를 고려하기 위해서는 3-D FEA를 해야하지만, 형상을 바꾸어 가며 3-D FEA를 진행하기에는 ...

최근 전기자동차나 가전기기 같은 산업 분야에서 저속 고토크 구동방식을 필요로 하는 추세이다. 외전형 전동기의 경우 동일 크기의 내전형 전동기에 비해 공간적인 여유와 자석 사용량을 증가시킬 수 있고 회전반경이 크기 때문에 토크를 최대화할 수 있다. 이러한 추세에 따라 용도와 목적을 고려하여 토크와 유기전압과 같은 특성을 만족할 수 있는 외전형 전동기의 최적설계가 필요하다. 전동기를 설계할 때 특성을 정확히 예측하기 위해서는 고정자의 엔드턴이나 회전자의 오버행 구조를 고려해주어야 한다. 이러한 구조를 고려하기 위해서는 3-D FEA를 해야하지만, 형상을 바꾸어 가며 3-D FEA를 진행하기에는 전처리 과정이 어렵고 복잡하기 때문에 외전형 전동기의 특성을 초기에 파악하는데 효과적이지 않다. 따라서 본 논문에서는 외전형 SPMSM (Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Motor )의 자기등가회로를 구성하여 극/슬롯 수 변화와 형상 변화에 따라 전동기 특성을 예측하고, 고정자 엔드턴과 회전자 오버행 구조를 반영하는 해석 방법을 제안하였다. 마지막으로 자기등가회로 해석을 이용하여 초기설계를 진행하고, 3-D FEA와 결과를 비교하여 해석의 신뢰성을 검증하였다. 제안한 해석 방법을 통해 복잡한 3-D FEA의 전처리 과정을 생략하고 외전형 SPMSM의 특성을 효과적으로 파악하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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