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문제 정의
- AFPM전동기의 제어를 위해 전동기의 전기적인 매개변수에 대해 고찰한다. 전동기의 동작특성에 영향을 미치는 중요한 변수는 인덕턴스와 자속이다.
- 따라서 본 논문에서는 고속고효율운전이 가능한 코어없는 AFPM전동기의 특성에 대해 고찰하고 기존모터와의 특성비교를 통해 장단점을 분석하고자 한다.
- 본 논문에서는 이와 같이 영구자석을 이용하면서도 특히 축방향의 자속을 갖는 AFPM전동기에 대해서 연구를 수행하였다.
- 그러나 고정자에 코어가 없기때문에 전류제어에 의한 자속의 제어가 상대적으로 어려운 문제를 앉고 있으므로 정출력을 내는 응용분야(Fan등)에 적합한 전동기이다[4,5]. 본 논문에서는 코어없는 모터를 설계하는데 있어 전자기적인 관계로부터 공극유효자속의 분포특성을 제시하였고 이를 통하여 고효율의 모터특성을 얻을 수 있다.
- 선형시스템의 수치해석을 위해 널리 사용되고 있는 Matlab의 윈도우 버전인 GUI를 이용하여 AFPM 전동기의 구상설계 프로그램을 작성하였고 이를 통해 구동전동기 전자기적인 특성의 확인과 기구적인 사이즈의 윤곽을 규정한다. 이렇게 얻어진 전동기 모델을 가지고 운전특성을 확인하기위해 전기회로 프로그램을 이용하여 구동특성 및 제어특성을 확인하고자 한다. 또한 전기회로 전문 소프트웨어인 PSIM(Power Simulation) 을 사용하며 알고리즘의 검증을 위하여 이용하여 AFPM 전동기의 설계 및 제어 특성의 시뮬레이션을 수행하였다.
가설 설정
- 구할 수 있다. 가정한 데로 d축의 인덕턴스와 q축의 인덕턴스가 같다는 전제로 전동기의 전압방정식이 얻어졌으며 아래와 같이 AFPM 전동기에 대한 수학적 모델을 PSIM이 가지고 있는 수학모델을 통해 얻을 수 있다. 여기서 정의되는 것은 전동기속도와 역기전력의 관계에서 구해지는 역기전력 상수 그리고 전동기의 전기기계적출력 그리고 회전자의 벡터와 동기되는 홀신호등이다.
- 본 논문의 설계과정에서는 공정상의 문제를 들어 자석의 형상을 사각형으로 가정하고 설계를 수행하였다. 그러나 실제로 한가지 문제가 되는 것은 자석의 형상을 원으로 할 것인가 직사각형 혹은 사다리꼴등으로 할 것인가 하는 문제이다.
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