[논문]연자성 분말코어를 적용한 축방향 영구 자속형 전동기 설계

최명욱; 양승진; 문채주

doi:10.13067/jkiecs.2022.17.4.607

연자성 분말코어를 적용한 축방향 영구 자속형 전동기 설계
Design of Axial Flux Permanent Magnetic Motor Using Soft Magnetic Composite Core 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.17 no.4, 2022년, pp.607 - 616

최명욱 (국립목포대학교 전기공학과) , 양승진 ((재)광주그린카진흥원) , 문채주 (국립목포대학교 스마트그리드연구소)

초록
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본 논문에서는 전기 자동차 응용을 위해 연자성 분말 코어가 있는 새로운 축방향 자속 영구자석 모터를 제안한다. 권선 및 연자성 분말 코어는 매우 조밀한 구조를 형성하도록 설계할 수 있으므로 토크 밀도를 크게 향상시킨다. 우수한 자속 집중 능력을 얻기 위해 두 대의 토로이드형 내부 고정자형 모터가 설계 및 분석되었으며, 설계된 모터에는 고성능 전기자동차 애플리케이션 적용을 위해 네오디움 자석이 사용되었다. 3차원 유한 요소 방법은 전자기 매개변수 및 성능을 분석하는 데 사용되었으며, 성능 비교를 위해 상용 축방향 자속 영구자석 모터가 사용되었다. 제안된 모터는 기존 구동모터에 비해 약 5.8% 무게가 가벼워지고 약 8Nm 정도 높은 토크를 생성하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A new axial flux permanent magnet machine with soft magnetic composited cores is proposed for electric vehicle application in this paper. The windings and soft magnetic composited cores can be designed to form a very compact structure, and; thus, the torque density can be improved greatly. To obtain the a good flux concentrating ability, two toroidally wound internal stator machines are designed and analyzed, and the designed motor is with NdFeB magnet for high-performance electric vehicle application. The 3-D finite-element method is used to analyze the electromagnetic parameter and performance, for performance comparison, a commercial axial flux permanent magnet machine is used. The proposed motor reduced weight about 5.8%, produced torque higher than about 8Nm for existing motor.

주제어

표/그림 (17)

그림 그림 1. PMSM 기본구조 Fig. 1 Basic structure of PMSM
그림 그림 2. PMSM의 표준 모터구조 Fig. 2 Standard motor structure of PMSM
그림 그림 3. 전류위상과 토크특성 Fig. 3 Characteristics current angle and torque
그림 그림 4. 해석절차 Fig. 4 Analysis procedure
표 표 1. 설계된 모터 규격 Table 1. Designed motor specification
그림 그림 5. 설계된 IPM 해설결과 Fig. 5 Analysis Results of designed IPM
그림 그림 6. 기존 모터의 해석 및 실측결과 비교 Fig. 6 Comparison of analysis and measured data
표 표 2. 기존 모터 규격 Table 2. The existing motor specification
그림 그림 7. 설계된 IPM 형상 Fig. 7 Designed IPM configuration
그림 그림 8. 기존 모터와 1차 IPM의 토크비교 Fig. 8 Torque comparison of existing motor and 1^st IPM
그림 그림 9. 설계된 2차 IPM 형상 Fig. 9 Designed 2^nd IPM configuration
표 표 3. 2차 IPM 규격 Table 3. The 2^nd IPM motor specification
그림 그림 10. 기존 모터와 2차 IPM의 토크비교 Fig. 10 Torque comparison of existing motor and 2^nd IPM
그림 그림 11. 기존 모터와 1, 2차 IPM의 토크비교 Fig. 11 Torque comparison of existing motor, 1^st and 2^nd IPM
그림 그림 12. 2차 IPM의 자속 흐름 Fig. 12 Magnetic flux flow of 2^nd IPM
그림 그림 13. 개선된 3차 IPM 형상 Fig. 13 Modified 3^rd IPM configuration
표 표 4. 기존 모터와 1차, 2차 IPM의 효율비교 Table 4. Efficiency comparison of existing, 1^st and 2^nd IPM

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