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제안 방법
- 2차원 시뮬레이션 결과를 토대로 부스팅이 됨을 확인한 후에 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 그림 8은 3차원 유한요소 해석모델을 나타낸다.
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9. Eddy current path of 2D and 3D
3차원 전자계 유한요소 해석은 해석시간이 2차원 해석시간에 비해 약 1달간의 해석시간이 소요되므로 제작모델의 1포인트에서만 해석을 하는 것으로 정하였다
. 그림 10은 1200rpm에서의 토크파형이다. - 5초간 인가하여 제동토크의 파형을 관찰하였다. 3차원 해석과의 비교는 온도에 따른 도전율 변화에 의해 토크가 감소하므로 초기 제동토크 값을 기준으로 비교하였다. 비교결과 표 2와 같은 결과를 얻었으며 예상한데로 2차원 해석보다는 와전류 패스를 고려할 수 있는 3차원 해석이 정확한 값을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
- 기동 시 Boosting이 되는지 판별하기 위해 구속시험 방법과 가상코일의 방법을 이용하여 자여자 와전류 브레이크의 파라미터를 추출한다. 참고적으로 고정자 저항은 기초 모델에 있는 권선을 통해 주어진 값을 가진다.
- 따라서 이 논문에서 사용된 한 상의 고정자 저항은 0.43Ω이고, 운전영역은 600rpm～1,500rpm이므로, Boosting이 잘 일어나기 위하여 커패시턴스를 250uF으로 산정하였다.
- 자여자 와전류 브레이크는 RLC회로로 구성되지만, 인덕턴스와 저항 값이 형상, 온도, 자기적 변화에 따라 변동하기 때문에 적절한 파라미터를 선정하는 것이 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 기초 모델을 이용하여 파라미터 값을 분석 후, 적절한 커패시터 값을 산정하여 실제 시뮬레이션을 통해 검증한다.
- 그림 12는 자여자 와전류 브레이크의 1200rpm에서의 시험결과를 나타낸다. 시험조건은 초기속도 0rpm 에서 1200rpm을 약 0.5초간 인가하여 제동토크의 파형을 관찰하였다. 3차원 해석과의 비교는 온도에 따른 도전율 변화에 의해 토크가 감소하므로 초기 제동토크 값을 기준으로 비교하였다.
- 위와 같은 사실을 토대로 제작을 통한 시험평가를 수행하였다. 제작된 모델의 형상은 그림 11과 같다.
- 이 논문에서는 3상이 단지 120도의 위상차만 가지고 크기가 같고 대칭이기 때문에 한 상을 기준으로 하여 파라미터를 산출한다.
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