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문제 정의
- 회전자의 자석에서 발생되는 누설을 줄이기 위해서는 브리지 두께를 줄이는 것이 유리하나, 충분한 강도를 가지지 못할 경우 내구 시험 시 브리지 부분이 파손되는 사례가 발생될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 원심력이 일정하게 작용되는 정 하중 경우와 시간에 따라 일정하게 주기적으로 적용되는 동하중 조건에 대하여 강판의 항복강도 및 피로특성을 고려함으로써 설계된 전동기의 브리지 두께가 적합한지 분석하는 방법을 제안하고자 한다. 또한 회전자에 삽입된 자석의 접착성능에 문제가 발생한 경우와 그렇지 않은 상태를 비교하여 실제 시험 시 발생 가능한 최악조건에서의 브리지 강도를 상용 유한 요소 해석 툴로 비교 해석하였다.
- 본 논문에서는 영구자석 매입형 3상 동기 전동기를 고속영역에서 운전시킬 때 브리지 및 센터포스트부에 집중되는 응력을 해석하는 방법을 제안하였다. 기존에 연구된 회전자 철심만 해석대상으로 고려한 방법으로는 내구 시험 및 실제 운용 시 영구자석 접착불량으로 인한 최악조건을 고려할 수 없다.
가설 설정
- 전기강판을 포함한 금속 재료에 반복적인 하중에 적용될 때는 재료가 가진 피로특성을 고려하여 설계하는 것이 필요하다[2]. 피로해석을 위해 적용되는 몇 가지 방법 중, 본 논문에서는 재료의 거동이 탄성한도 내에서만 고려된다고 가정하고 응력-수명 방법을 이용하였으며, 전기강판및 영구자석의 S-N(Stress-No.of Cycle) 커브는 입수가 어려워 ASME의 표준 Carbon Steel의 기본 커브를 이용하였으며 그림 2와 같다.
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