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고속 운전 시 WRSM의 성능 향상 및 IPMSM과 비교
High Speed Performance Improvement of the WRSM and its Comparison with the IPMSM 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.61 no.11, 2012년, pp.1595 - 1600  

채웅찬 (한양대 공대 전기공학과) ,  김미정 (한양대 공대 전기공학과) ,  이기덕 (한양대 공대 전기공학과) ,  이재준 (한양대 공대 전기공학과) ,  한정호 (한양대 공대 전기공학과) ,  정태철 (한양대 공대 전기공학과) ,  이주 (한양대 전기공학과)

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This paper shows an improvement of the WRSM (Wound Rotor Synchronous Motor) by satisfying the voltage limit condition at high speed. After that, it compares the performance of the improved WRSM to that of the IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor). The comparison has been made under the...

주제어

#WRSM   #WFSM   #IPMSM   #Traction motor   #EV   #HEV   #Salient pole  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 비희토류계 전동기 중 하나인 회전자 권선형 동기전동기와 Traction용으로 설계된 매입형 영구자석 동기전동기를 동일한 고정자 외경, 극수와 적층길이의 제약 조건에서 특성 차이를 비교하고 WRSM의 특성 향상 방안에 대해 논한다.
  • 현재 이러한 견인용 전동기로 출력밀도가 높은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)가 대부분 사용되어 왔지만, 영구자석의 고온과 전기자 반작용에 의한 불가역 감자영향, 무엇보다도 폭등하는 가격 등의 이유로 비희토류계 전동기의 개발에 관심이 집중되고 있다. 이러한 비희토류계 전동기들 중에서 발전기로 주로 사용되다가 최근 Traction용 전동기로 주목 받고 있는 회전자 권선형 동기전동기(WRSM)에 대해서 분석하도록 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
WRSM의 특징은 무엇인가? WRSM의 다른 특징으로는 제어 변수가 id , iq , if로 IPMSM의 id , iq보다 많아 다양한 제어방식이 존재한다[1]. 제어변수가 많다는 것은 다양한 방법의 제어가 가능하다는 것이지만 한편으로는 제어가 더 복잡해질 수 있다[2].
비희토류계 전동기의 개발에 관심이 집중되고 있는 이유는 무엇인가? 전 세계적으로 환경오염 및 에너지 고갈문제가 대두됨에 따라 친환경 차량으로 EV와 HEV의 시장이 확대되어 가고 있다. 현재 이러한 견인용 전동기로 출력밀도가 높은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)가 대부분 사용되어 왔지만, 영구자석의 고온과 전기자 반작용에 의한 불가역 감자영향, 무엇보다도 폭등하는 가격 등의 이유로 비희토류계 전동기의 개발에 관심이 집중되고 있다. 이러한 비희토류계 전동기들 중에서 발전기로 주로 사용되다가 최근 Traction용 전동기로 주목 받고 있는 회전자 권선형 동기전동기(WRSM)에 대해서 분석하도록 한다.
본 연구에서 IPMSM에서 고정자를 고정시킨 채 회전자 형상을 회전자권선형으로 변경하여 비교해보고 더 나은 운전을 위해 WRSM을 개선한 후에 비교한 결과 어떠한가? IPMSM에서 고정자를 고정시킨 채 회전자 형상을 회전자권선형으로 변경하여 비교해보고 더 나은 운전을 위해 WRSM을 개선한 후에 비교해 보았다. 회전자만을 단순히 권선형으로 바꾼 기본모델의 경우 최대토크와 고속 시의 출력 모두 성능이 저하 되었지만 고정자 턴수를 줄이고 회전자의 크기를 키운 개선모델에서 최대토크 값은 IPMSM보다는 낮지만 더 높은 역률과 최대토크 운전영역이 더 넓고, 고속 시에는 출력, 효율 및 역률 모두 높아진 것을 확인할 수있었다.
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참고문헌 (4)

  1. G. Friedrich, "Experimental comparison between Wound Rotor and Permanent Magnet Synchronous machine for Integrated Starter Generator applications", Energy Conversion Congress and Exposition 2010 IEEE, pp.1731-1736, 2010 

  2. Claudio Rossi, "Wound Rotor Salient Pole Synchronous Machine Drive for Electric Traction", Industry Applications Conference 2006 IEEE, vol.3, pp.1235-1241, 2006 

  3. 김원호, "EV 견인용 IPM 동기전동기의 NE-MAP 기반 설계", 학위논문(박사), 한양대학교 대학원, 2011 

  4. 채웅찬, "최대 계자전류에 따른 권선형 동기전동기의 제어법 분석", 대한전기학회 하계학술대회, 07-P-093, 2012 

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