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제안 방법
- 반면에, 외각회전자형 스위치드릴럭턴스 모터는 고정자 권선이 모터의 내부에 존재하여 고정자에서 발생되는 열의 발산이 외각의 회전자에 의해 방해를 받게 된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 철손 생성의 억제와 냉각효과를 높이기 위한 모터의 새로운 구조설계에 초점을 맞추었으며, 종래의 일체형으로 연결된 회전자 폴의 개념을 떠나 분리된 "U"자형 회전자 폴 쌍의 형태인 10/8의 구조로 설계 하여 자로 축소를 구현 하였고, 이를 통하여 열 발생 문제 및 효율의 문제를 개선하였다. 모터의 구동방식은 구조와 연동되는 구동 방법으로 1상당 4개의 회전자 폴이 동시에 자화되는 구동 방식을 취하였다.
- 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 철손 생성의 억제와 냉각효과를 높이기 위한 모터의 새로운 구조설계에 초점을 맞추었으며, 종래의 일체형으로 연결된 회전자 폴의 개념을 떠나 분리된 "U"자형 회전자 폴 쌍의 형태인 10/8의 구조로 설계 하여 자로 축소를 구현 하였고, 이를 통하여 열 발생 문제 및 효율의 문제를 개선하였다. 모터의 구동방식은 구조와 연동되는 구동 방법으로 1상당 4개의 회전자 폴이 동시에 자화되는 구동 방식을 취하였다.[7][9]
- 있다. 본 논문에서 소개되는 프로토타입은 주어진 모터의 볼륨에서 원하는 회전 모멘트의 크기를 확보하기 위하여 에너지밀도를 최소범위의 경계 값인 K*= 10800N/m2 으로 선택 하였다.
- 본 논문을 통하여 소개되는 프로토타입의 볼륨은 회전 모멘트 목표치인 1.5Nm에 맞추어 결정되었고, U자형 회전자의 도입과 1상당 2개조의 고정자 폴을 자화시키기 위하여 4개의 고정자 폴에 동시에 전류를 흘리는 구동방식을 사용하였다. 이때 고정자 폴의 이용율이 40%, 회전자 폴의 이용율이 50%가 되도록 설계되었으며, 모터의 운전시 자력선이 해당 고정자 폴과 회전자 폴에만 발생되게 되어 기존의 일체형 회전자 폴 방식의 경우 전체 회전자 core에 자력선이 생성되었을 때와 달리, 자력선에 의한 철손을 감소시킬 수 있다.
- 설계된 프로토타입 모터는 입 력전압을 200V 까지 증가시키면서 속도와 부하의 증가에 따른 전류를 측정하였다.
- 설계된 모터는 FEM으로 회전모멘트의 적정성과 구동방식의 타당성이 검토되어, 고정자 폴 수가 10, U자형 회전자 폴 쌍의 수가 4개인 형식으로 설계되어졌다. 이때 U자형 회전자 폴은 사이에 공간을 두어 고정자 코어에서 발생되는 열 방출이 용이하게 설계되었으며, 구동방식은 4개의 고정자 폴이 동시에 자화되도록 하여 코어 이용율이 2/5 로 운전하고 축소된 자로를 형성시켰다.
- 이때 본 논문에서는 기본적인 값으로 회전 모멘트값인 1.5Nm를 대입하여 계산을 하였다.
- 선택적으로 사용하였다. 이를 위하여 회전자에 반사경을 부착하여 SFH900이 이 반사경과 만날 때 마다 신호를 보내어 스위치 하였다. SFH900 에서 나오는 신호는 로직 회로를 통하여 표 3과 같이 로터의 회전 방향에 따른 스위칭 조합을 만들어 IR2110 소자를 통해 전력반도체를 스위칭 하여 다음의 그림 5와 같이 회전자의 회전각과 동기화된 전류의 흐름을 만들어 내었다.
- 자로축소 구현을 위한 아이디어 도출과 각각의 값 결정을 위한 방법을 도입하여 회전자 폴이 U자형으로 설계된 외각회전자형 스위치드 릴럭턴스 모터가 설계되었고, 모터볼륨의 결정을 위하여서는 Esson's factor의 범위와 모터의 기본 범위를 기준으로 정하였다. 나머지 크기의 결정은 자력회전, 고정자 슬롯의 최대면적확보, 낮은 모멘트 리플 등을 기준으로 하여 설정되었다.
- 프로토 타입의 회전자 위치의 인식을 위하여 광센서인 SFH900 소자를 사용하여 특정위치의 회전자 위치만을 선택적으로 사용하였다. 이를 위하여 회전자에 반사경을 부착하여 SFH900이 이 반사경과 만날 때 마다 신호를 보내어 스위치 하였다.
대상 데이터
- 나머지 크기의 결정은 자력회전, 고정자 슬롯의 최대면적확보, 낮은 모멘트 리플 등을 기준으로 하여 설정되었다. 설계된 모터는 FEM으로 회전모멘트의 적정성과 구동방식의 타당성이 검토되어, 고정자 폴 수가 10, U자형 회전자 폴 쌍의 수가 4개인 형식으로 설계되어졌다. 이때 U자형 회전자 폴은 사이에 공간을 두어 고정자 코어에서 발생되는 열 방출이 용이하게 설계되었으며, 구동방식은 4개의 고정자 폴이 동시에 자화되도록 하여 코어 이용율이 2/5 로 운전하고 축소된 자로를 형성시켰다.
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