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본 논문에서는 고주파 신호 주입 기반의 센서 리스 제어를 통해 회전자 초기 위치추정을 위한 회전자 형상을 설계하고 회전자의 돌극 구조에 따른 전동기의 전자기적 특성을 살펴보았다. 1.1 이상의 돌극비를 가지며 기존 표면부착형 영구자석 동기전동기와 동등한 성능 수준을 유지하기 위해 반응표면법을 이용한 최적 설계를 진행하였으며 ...

본 논문에서는 고주파 신호 주입 기반의 센서 리스 제어를 통해 회전자 초기 위치추정을 위한 회전자 형상을 설계하고 회전자의 돌극 구조에 따른 전동기의 전자기적 특성을 살펴보았다. 1.1 이상의 돌극비를 가지며 기존 표면부착형 영구자석 동기전동기와 동등한 성능 수준을 유지하기 위해 반응표면법을 이용한 최적 설계를 진행하였으며 유한요소해석 결과를 바탕으로 회전자 형상을 제안하였다.
기존 모델은 방향성을 가진 에어 포일 베어링(air foil bearing)이 적용된 연료전지 공기압축기용 전동기로 회전자 위치추정에 있어 문제점을 가지고 있다. 따라서 d-q 축 자기적 돌극성을 이용하여 이러한 문제를 해결하기 위해 최소 돌극비를 가지는 회전자 형상을 설계하였다.
중심 합성 계획법(Central Composite Design, CCD)을 활용한 최적 설계를 위해 Minitab을 사용하여 회전자에 삽입되는 자성체의 두께를 최적화하였다. J-MAG을 이용한 2차원 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA) 결과를 바탕으로 제안된 회전자 형상의 전자기적 특성을 비교 및 검토하였다.
본 논문을 통해 신호 주입 센서 리스 제어를 위해 최소 돌극비를 가지는 회전자 형상의 구현 가능성 확인으로 회전자의 위치추정이 가능하리라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, the rotor shape was designed for estimating the initial rotor position through sensorless control based on high-frequency signal injection, and the effect of the rotor's salient pole structure on the electromagnetic characteristics of the motor was investigated. In order to have salie...

In this paper, the rotor shape was designed for estimating the initial rotor position through sensorless control based on high-frequency signal injection, and the effect of the rotor's salient pole structure on the electromagnetic characteristics of the motor was investigated. In order to have saliency ratio of 1.1 or higher and maintain a performance level equivalent to that of an existing SPMSM, an optimal rotor shape design was proposed using the response surface method (RSM) and the finite element analysis (FEA) results.
The existing model has a problem in estimating the rotor position as an electric motor for a fuel cell air compressor to which an air foil bearing with directionality is applied. Therefore, in order to solve this problem by using the d-q axis magnetic salient polarity, a rotor shape having a minimum salient pole ratio was designed.
For the optimal design using the central composite design (CCD), Minitab was used to optimize the thickness of the rotor magnetic substance. Based on the results of 2-dimensional FEA using J-MAG, the electromagnetic characteristics of the proposed rotor shape were compared and reviewed.
Through this paper, it is judged that it is possible to estimate the position of the rotor by confirming the feasibility of realizing a rotor shape with a minimum saliency ratio for signal injection sensorless control.

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