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제안 방법
- 발전기 출력 설계 목표는 코깅토크 등고선도(Contour plot) 및 THD 등고선도를 우선적으로 확인하여 목표 값을 설정하였으며, 이중 고정자 발전기에서만 설계가 가능한 고정자 위치 전이를 실시하기 위해 동일한 코깅토크가 발생되게 하였다. 또한, 영구자석 형상 설계는 내부 고정자, 외부 고정자 각각 설계하여 최종적으로 발전기 2대를 합쳐 출력 특성을 도출 하였다.
- 발전기 출력 설계 목표는 코깅토크 등고선도(Contour plot) 및 THD 등고선도를 우선적으로 확인하여 목표 값을 설정하였으며, 이중 고정자 발전기에서만 설계가 가능한 고정자 위치 전이를 실시하기 위해 동일한 코깅토크가 발생되게 하였다. 또한, 영구자석 형상 설계는 내부 고정자, 외부 고정자 각각 설계하여 최종적으로 발전기 2대를 합쳐 출력 특성을 도출 하였다.
- 본 논문에서는 실험계획법에 의거해 영구자석 형상 최적화 설계를 실시 하였다. 설계 결과 발전기 내부에 발생되는 코깅토크를 저감 시켰으며, 발전기 출력 전압 THD는 내부/외부 고정자 각각 1[%] 이하로 발생 되었다.
- 본 논문에서는 실험계획법을 진행하여 이중고정자 발전기의 영구자석 형상 최적화 설계를 통해 코깅토크를 저감 설계를 실시하였으며, 추가적으로 발전기 출력 전압 THD(Total Harmonic Distortion)를 확인하여 고조파 발생을 저감 시켰다.
- 영구자석 형상 최적화 설계 목표는 발전기 출력 등고선도를 확인하여 그림 2와 같이 코깅토크 0.2[Nm], THD 1.5[%] 이하, 상당 출력 전압 90[Vrms]가 발생되도록 실험계획법에 적용하여 목표로한 설계 결과를 확인하였다
- 영구자석 형상 최적화 설계는 내부/외부에서 발생되는 출력 결과를 바탕으로 실험계획법을 진행하여 목표로 한 출력 결과를 도출하였다.
- 외부 고정자 측의 영구자석 형상은 내부 고정자 측의 영구자석 형상 설계와 동일하게 발전기 출력 등고선도를 확인하여 그림 5와 같이 코깅 토크 0.2[Nm], THD 1.5[%] 이하, 상당 출력 전압 90[Vrms]가 발생되도록 실험계획법에 적용하여 목표로 한 설계 결과를 확인하였다.
대상 데이터
- 영구자석 형상설계를 내부 영구자석과 외부 영구자석 각각 극호 설계 7모델, 영구자석 끝단 설계 5모델로 선정하여 설계를 진행하였으며, 영구자석 형상 설계 변수는 표 1과 같다.
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