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전동식 조향장치용 영구자석형 브러시리스 모터의 타입별 특성 비교
Characteristic Comparison of Brushless Motor Type for EPS System 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.20 no.1, 2012년, pp.53 - 60  

이민환 (만도브로제 주식회사 기술연구소) ,  김일용 (주식회사 만도 중앙연구소) ,  이충성 (주식회사 만도 중앙연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As enforced by the regulation on the improving fuel efficiency and increased the demand on green technology, many interests are focused on electric vehicles and hybrid vehicles. Thus the technology development in electrification of vehicle operation system, including steering and braking field, is a...

주제어

#영구자석형 동기모터   #브러시리스 모터   #전동식 조향장치   #매입자석형 동기모터   #표면자석형 동기모터  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 전동식 조향장치에 적용되고 있는 다양한 최신 브러시리스 모터들에 대해 시스템 사양에 부합되는 설계 사양을 정의하고 특성을 시뮬레이션 한 다음 그 결과를 항목별로 비교함으로써 각각의 모터특성을 고찰하고자 한다.

가설 설정

  • Type 3과 Type 4의 경우는 정자기 에너지의 변화가 가장 큰 영구자석의 모서리 부분에서의 공극이 상대적으로 크기 때문에 자기 에너지의 전달이 감소한다.7) 따라서 Type 2에 비해 코깅토크가 작다.
  • 그러나 전류가 증가하면 자로의 포화로 인해 q축 인덕턴스의 변동이 커지고 그만큼 릴럭턴스 토크의 변동도 커진다.9) Type 3은 돌극비가 Type 2에 비해 작지 않지만 토크리플은 오히려 Type 1보다 작다. 이것은 코깅토크와 같이 자석의 모서리부에서의 공극 증가로 자속의 포화가 줄어든 만큼 Lq의 변동 폭이 작아지기 때문이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
컬럼타입 전동식 조향장치는 어디에 적용되는가? 1은 컬럼타입의 전동식 조향장치(CEPS; Column-Type Electric Power Steering)와 랙타입 전동식 조향장치(REPS;Rack-Type Electric Power Steering) 구조를 각각 나타낸다. 컬럼타입 전동식 조향장치는 구조가 상대적으로 간단하지만 강성이 약해 출력이 작은 소형차에 주로 적용되고 랙타입 전동식 조향장치는 컬럼타입에 비해 기어박스의 구조가 복잡하나 상대적으로 강성이 크고 출력증대가 용이하기 때문에 주로 중․대형 차량에 적용된다.
현재 적용되고 있는 전동식 조향장치는 어떻게 구분되는가? 특히 전동식 조향장치(EPS;Electric Power Steering)는 연비 향상을 위해 기존의 차량에서도 덩치가 크고 복잡한 시스템인 유압식 조향장치를 대체해 가고 있는 대표적인 부품이다. 현재 적용되고 있는 전동식 조향장치는 핸들의 컬럼(Column) 부분에 모터가 부착되어 기어박스에 구동 토크를 전달하는 컬럼타입과 기어박스에 모터가 부착된 랙(Rack)타입으로 구분된다.
전동식 조향장치에 고출력의 모터 개발이 중요한 이슈로 부각되고 있는 이유는 무엇인가? 전동식 조향장치는 모터의 회전특성이 운전자에게 직접적으로 전달되기 때문에 저진동 및 저소음 모터 개발이 필수적이다. 또한 배터리의 제한된 전원으로부터 고토크 및 고응답성이 요구되어 지기 때문에 고출력의 모터 개발이 중요한 이슈로 부각되고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. B. W. Kim and J. Hur, "A Study on Development of Electric Motor for High Voltage Automotive System," Journal of KSPE, Vol.25, No.2, pp.80-95, 2008. 

  2. T. Kim and O. Vodyakho, "Brushless PM Machine Drive in Electric and Hybrid Electric Vehicle Based on the Space Vector Current Control," Int. J. Automotive Technology, Vol.10, No.6, pp.711-717, 2009. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. G. H. Lee, S. I. Kim, J. P. Hong and J. H. Bahn "Torque Ripple Reduction of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Using Harmonic Injected Current," IEEE Transaction on Magnetics, Vol.44, No.6, pp.1582-1585, 2008. 

    상세보기 crossref

  4. H. Murakami, H. Kataoka, Y. Honda, S. Morimoto and Y. Takeda, "Highly Efficient Brushless Motor Design for an Air-conditioner of the Next Generation 42V Vehicle," Industry Applications Conference, 36th IAS Annual Meeting, Conference Record of the 2001 IEEE, Vol.1, pp.461-466, 2001. 

  5. H. Murakami, Y. Honda, H. Kiriyama, S. Morimoto and Y. Takeda, "The Performance Comparison of SPMSM, IPMSM and SynRM in Use as Air-conditioning Compressor," Proceeding of IEEE Industry Application Conference, Vol.2, No.11, pp.840-845, 1999. 

  6. S. M. Hwang, "Design Techniques for Reduction of Cogging Torque in Brushless DC Motors Used for Electric Power Steering," Transactions of KSAE, Vol.6, No.3, pp.106-114, 1998. 

    원문보기 상세보기

  7. S. M. Hwang, "Sensitivity Analysis of Design Parameters for Reduction of Cogging Torque in Brushless DC Motors Used for Automobile Part," Transactions of KSAE, Vol.6, No.2, pp.235-243, 1998. 

    원문보기 상세보기

  8. N. Matsui, Y. Takeda, S. Morimoto and Y. Honda, Design and Control of IPMSM, Intervision Publication, Korea, pp.5-9, 12-48, 114-117, 2007. 

  9. G. C. Kim, A Study on the Optimal Design and Control Performance of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor for EV/HEV, Ph.D. Dissertation, Hanyang University, Seoul, Korea, pp.79-94, 133-154, 2008. 

  10. Maxwell/Simplorer Tips & Solutions Seminar, Ansoft Korea, pp.71-127, 2008. 

  11. G. Ombach, J. Junak and H. Steegmuller, Permanent Magnet Synchronous Motor and Electric Power Assisted Steering System, International Patent, No. WO2010/028639-A1, 2010. 

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