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반응표면법을 이용한 수직배열형 양측식 영구자석 선형 동기전동기의 최적설계
Optimum Design of a Perpendicular Permanent Magnet Double-sided Linear Synchronous Motor using Response Surface Method 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.30 no.2, 2016년, pp.26 - 30  

김창업 (Dept. of Electrical Engineering at Hoseo University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presented an optimum design of a perpendicular PMDSLSM (Permanent Magnet Double-sided Linear Synchronous Motor) to minimize the detent force. As an optimum method, the response surface method was used and 3D finite element method for the calculation. The design variables of the machine we...

주제어

#Perpendicular Permanent Magnet Double-Sided Linear Synchronous Motor   #Detent Force   #Response Surface Method   #Finite Element Method  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 설계 변수에 따라 수직배열형 양측식 영구자석 선형동기전동기의 최적화를 진행하였다. 가동자 부분에 반폐 슬롯을 적용하여 폭과 두께를 설계변수로 설정하고 고정자 부분에서는 영구자석 형태에 2-stair를 적용하여 폭과 두께를 설계변수로 설정하여 진행하였다.
  • 본 논문에서는 수직배열형 양측식 선형동기전동기의 디텐트력을 저감하기 위한 형상최적화에 대해 연구하였다. 최적설계 방법인 반응표면법을 이용하여 전동기 가동자 및 고정자의 설계변수에 따라 디텐트력이 최소가 되는 모델을 구하였다.

가설 설정

  • 그림 1은 수직배열형 양측식 영구자석 선형동기전동기의 기본모델 형상이고, 표 1은 기본모델 설계치수와 전기적 사양이다. 고정자의 일부인 영구자석은 선형 동기전동기의 진행 방향에 대해 수직으로 순차적으로 배치된다. 그리고 이동자인 전기자는 양측식으로 9개의 철심모듈의 조합으로 이루어진다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
영구자석 선형 동기전동기의 장점은? 영구자석 선형 동기전동기(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor : PMLSM)은 추력/중량비가 높아 고추력과 고속화가 가능하며 시스템 효율이 높은 장점을 지니고 있다. 또한 자성재료와 고에너지 밀도의 영구자석 개발로 인해 전기철도, 반송시스템, 반도체 제조장비와 같은 FA분야와 사무기기 같은 OA분야 등 여러 응용분야를 지니고 있다[1].
디텐트력을 줄이는 방법 중 영구자석 형상의 변화에 의한 방법의 단점은? 이로 인해 기기의 제반 특성을 향상시키기 위한 디텐트력 감소는 필수적이다[2-3]. 디텐트력을 줄이는 방법 중 영구자석 형상의 변화에 의한 방법이 몇가지 발표되었으나 추력이 저하되는 단점을 가지고있다[4-5].
영구자석 선형 동기전동기의 단점은 무엇인가? 또한 자성재료와 고에너지 밀도의 영구자석 개발로 인해 전기철도, 반송시스템, 반도체 제조장비와 같은 FA분야와 사무기기 같은 OA분야 등 여러 응용분야를 지니고 있다[1]. 그러나 구조적인 특성으로 인해 PMLSM은 필연적으로 디텐트력(Detent force)이 발생하게 되는데, 이러한 디텐트력은 추력과 맥동으로 작용하여 제어 성능을 저하시키며 기기의 소음과 진동을 발생시키는 등의 악영향을 끼친다. 이로 인해 기기의 제반 특성을 향상시키기 위한 디텐트력 감소는 필수적이다[2-3].
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참고문헌 (6)

  1. I. Boldea, S.A. Nasar, Linear Motion Electromagnetic Systems, John Wiley Sons, Inc, pp. 107-112, 1985. 

  2. Chang-Eob Kim, Seong-Ho Lee, Dong-Hee Lee, and Houng-joong Kim, The Analysis of Permanent Magnet Double-Sided Linear Synchronous Motor with Perpendicular Arrangement, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 49, No. 5, 2013. 

    상세보기

  3. In-Cheol Hwang, Dong-Yeup Lee and Gyu-Tak Kim, "A Study on the Reduction of Detent Force and Enhancement of Thrust on Permanent Magnet Linear Synchrnous Motor by using 3D FEM", Proceedings of KIEE Summer Conference, pp. 839-840, 2006. 

  4. Hyoung-Hwan Ko, Chang-Eob Kim, et. al., "Optimum Design of Tunnel Actuator using Finite Element Method and Response Surface Method", Proceedings of KIEE Summer Conference, pp. 790-791, 2011. 

  5. Nicola Bianchi, Silverio Bolognani, "Design Techniques for Reducing the Cogging Torque in Surface-Mounted PM Motors", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 38, No. 5, pp. 1259-1265, 2002. 

    상세보기 crossref

  6. Jae Ho Shin, A Study on Spindle Shape Design using Design Experiments, Theses of Master's Degree, Changwon University, pp.1-37, 2008. 

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