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문제 정의
- 동일한 최적 설계 알고리즘을 이용하여 해석모델의 토크리플 저감에 대한 연구를 수행하였다. 그 목적 함수와 설계변수를 설정하여 최대 토크시 발생하는 토크리플을 저감하여 모터의 진동및 소음과 스위칭시 발생하는 리플을 감소시키는 것이 연구의 목적이다
- 또한, 슬롯치에 권선을 삽입하는 홀을 최적설계하여 토크리플 저감에 대한 연구를 하였다. 최적화결과 토크리플은 약 4 [mN·m](28 [%])로 저감되었으며, 평균 출력 토크는 4.
- 본 논문에서 산업용 또는 가정/상업용 저전압 BLDC 전동기 (24 [V], 50 [W] BLDC)의 효율향상을 위하여 소비전류를 최소화 하는 기술을 적용하여 최적설계를 하는 방법을 제안한 것이다. 최적화 알고리즘은 수치해석기법인 민감도기법과 적응 샘플링 포인트 기법, RSM을 활용하고 유한요소프로그램과 연동하여 계산 하였다.
- 본 논문에서는 저전압 전동기의 정격 운전시 소비되는 소비 전류를 저감하기 위하여 고정자 철심 및 코일의 최적설계, BLDC 구동장치 및 토크리플 최소화 등의 연구를 통해서 소비전력을 최소화 하는 방법을 제안하였다. 최적화의 기본모델은 정격속도 1000 rpm, 24V의 전동기이며, 최적화하기 전의 기본 모델에 대한 속도-입력전류 특성을 직접 측정한 결과를 실측된 입력 소비 전류는 제품 성능 요구 조건인 1000 rpm에서 2.
- 모터 설계 검토 시 권선의 저항은 아주 작은 값으로 전류제어용 저항(1 [Ω])으로 설계검증 차원에서 설정한 값으로 실제 모터에 관련 기술을 적용 할 경우에는 그 값을 조절할 필요가 있다. 상기 3개의 설계 변수를 지정하여 모터 구동시 슬롯치에서 나아가는 자속을 변화하여 토크 리플을 저감하는데 그 목적이 있다. 최적화의 목적함수로 토크리플을 최소화하기 위하여 식 (6) 같이 정의하고, 설계변수의 제약조건은 수식 (7)과 같이 제한하였다.
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