초록 ▼

본 연구에서는 영구자석 동기기를 포함한 교류 전동기의 전도성 및 방사성 전자기 잡음 전달 특성을 규명하기 위해 고주파 전송선로, 다단자망 이론, 배열 안테나 방사 이론 등을 적용한 모델링 기법을 개발하고, 이를 통해 교류 전동기에서의 고주파 잡음 전달 저감을 위한 설계 방안을 구축할 수 있도록 하였다.

1. 고정자 권선 구조의 전송선로 기반 모델링: 수십 MHz 대역에서 교류 전동기 고정자 권선이 갖는 분포 정수 특성을 기존의 고주파 기술에서 사용되어 온 전송선로 이론을 적용하여 분석하고, 도출된 전송선로의 단위 길이

본 연구에서는 영구자석 동기기를 포함한 교류 전동기의 전도성 및 방사성 전자기 잡음 전달 특성을 규명하기 위해 고주파 전송선로, 다단자망 이론, 배열 안테나 방사 이론 등을 적용한 모델링 기법을 개발하고, 이를 통해 교류 전동기에서의 고주파 잡음 전달 저감을 위한 설계 방안을 구축할 수 있도록 하였다.

1. 고정자 권선 구조의 전송선로 기반 모델링: 수십 MHz 대역에서 교류 전동기 고정자 권선이 갖는 분포 정수 특성을 기존의 고주파 기술에서 사용되어 온 전송선로 이론을 적용하여 분석하고, 도출된 전송선로의 단위 길이 당 임피던스 및 어드미턴스 특성을 고정자 권선의 물리적인 특성에 적합한 회로 요소로 모델링하는 기법을 구축하였다. 제안된 분석 및 모델링 기법은 기존의 교류 전동기 권선 모델에 비해 회로 요소 추출 과정이 간단하고 측정 데이터와의 임의 보정 과정이 필요 없으며 전동기의 구동 주파수부터 수십 MHz에 걸친 광대역 모델링이 가능하다는 장점을 갖는다.

2. 고정자 권선 구조의 상간 결합 특성 모델링: 3상 권선 간의 전기적 결합이 고주파 전자기 잡음 전달 특성에 미치는 영향을 규명하기 위해서는 3상 권선 양단의 총 6개 단자에 대한 측정 데이터가 필요하나, 본 연구에서는 기존의 EMC 기술에서 적용되어 온 혼성모드 단자망 기법을 3상 권선에 확장 적용하여 2단자망 특성들의 조합으로 보다 간단하게 권선 간 결합 특성을 도출하는 기법을 개발하였다. 개발된 기법을 앞서 제안한 전송선로 모델링 기법과 결합하여 고주파에서의 상간 결합 특성이 포함된 권선 구조의 임피던스 특성을 모델링 할 수 있다.

3. 배열 이론을 이용한 고정자 권선 구조의 방사특성 모델링: 고정자 권선 구조가 안테나로서 공진할 경우 방사되는 원거리장 전자기파를 예측하기 위해, 고정자 권선을 구성하는 코일들을 원형 배치된 안테나 요소로 가정하고 배열 이론을 적용하였다. 예측된 방사패턴은 3차원 전자파 해석 결과에 근접하는 정확성을 갖고 있음을 확인하였다. 또한 안테나에서의 원거리장 방사는 인가되는 고조파의 차수에 따라 이론적으로 완벽하게 상쇄될 수 있음을 발견하였고, 코일의 단부에서의 방사가 원거리장 방사의 주요 원인임을 확인할 수 있었다.

상기 연구 성과 내용들과 관련하여 본 과제 연구 기간 동안 SCI 학술지에 3 편의 논문을 게재 (비 SCI 논문 1편 게재) 하였고, 국제 학술대회에서 6 편의 논문을 발표하였으며, 1 편의 국내 특허를 출원하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8
• Ⅲ. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 12