초록 ▼

○ 연구개요
본 연구에서는 종래 희토류 영구자석을 이용하는 3kW급 트랙터용 영구자석 매입형 모터에, 페라이트 영구자석을 이용한 새로운 회전자 배치 구조를 제안하고 이를 통해 종래 희토류 영구자석을 대체하고자 함 특히 본 연구에서는 높은 에너지 밀도의 희토류 자석을 대체하기 위하여, C형 영구자석을 나팔 모양의 형태로 회전자 구조 내에 배치하는 차별적 구조를 제안하여 영구자석 사용량을 최대로 할 수 있으며 자속집중화 효과를 발생시키고자 하였음 또한 본 제안모델의 기본성능 개선을 전자계해석으로 검증하고, 최적화를 수행하여 친환경

○ 연구개요
본 연구에서는 종래 희토류 영구자석을 이용하는 3kW급 트랙터용 영구자석 매입형 모터에, 페라이트 영구자석을 이용한 새로운 회전자 배치 구조를 제안하고 이를 통해 종래 희토류 영구자석을 대체하고자 함 특히 본 연구에서는 높은 에너지 밀도의 희토류 자석을 대체하기 위하여, C형 영구자석을 나팔 모양의 형태로 회전자 구조 내에 배치하는 차별적 구조를 제안하여 영구자석 사용량을 최대로 할 수 있으며 자속집중화 효과를 발생시키고자 하였음 또한 본 제안모델의 기본성능 개선을 전자계해석으로 검증하고, 최적화를 수행하여 친환경자동차 구동용 시스템에 확대·적용해 보고자하는 것이 본 연구개발 과제의 최종 목적임

○ 연구 목표대비 연구결과
1)　연차별 수행 내용
1차년도 : 종래 희토류 영구자석 매입형 회전자 구조와의 특성 파악
- 기존 부하 특성 해석 및 실험 결과 검토
- 부하해석 가진력 및 온도 특성 검토
- 감자 및 고속응력 해석 실시
- 다이나모 장비를 통한 부하성능평가
- 관련분야의 연구동향 분석
2차년도 : 제안 형상에 대한 사양 결정 및 최적설계를 수행
- 동일 스테이터 구조를 기반으로 신규 회전자 구조 제안
- 유전 알고리즘을 이용한 최적화 수행
- 가진력 최소화 구조 검토
- Stator 형상 변경에 따른 성능 개선 사항 검토
3차년도 : 최적모델의 시제품 제작 및 특성평가
- 부분 감자 및 열 해석 진행
- 최적화 방법에 대한 타당성을 실험적으로 검토(시제품 제작 및 평가)

2）연구결과
- 논문 2건 및 국내 특허 1건 출원

○ 연구개발결과의 중요성
1) 연구과제 결과물
연구결과를 통해 고가의 차량구동용 영구자석 모터를 저가의 영구자석으로 구성할 수 있는 신규 회전자 배치 제안하고 그 가능성을 확인할 수 있었으며 기타 차량구동용 영구자석 모터에 제안 회전자 구조를 응용 할 수 있는 가능성을 확인하였음

2) 연구자 관점
연구자는 생애 첫 연구 사업을 통해, 개인 연구기반을 조성하고 평가 인프라를 구축함으로써 연구 환경을 조성할 수 있었으며 이를 통해 연구자가 향후 지속적인 연구를 할 수 있는 기반을 확보하였으며 추가적인 연구 및 기타 가전 및 차량용 모터 관련 연구를 할 수 있는 계기가 되었음

3) 연구인력 관점
최근 스마트 가전 및 친환경 차량용 구동원에 대한 인력수요가 많이 발생이 되고 있으며 특히 해석 및 설계인력에 대한 수요가 많은데, 본 연구과제 수행을 통해 해당 분야에 대한 연구 및 인력 공급에 대한 기회가 되었으며, 향후 추가적인 연구 기회를 통해 실질적인 연구 인력을 배출할 수 있는 기회가 됨

4) 산업체 관점
지역 내 특정 산업 육성정책으로 인해 종래 가전 관련 산업체 중에서 영구자석 모터를 생산, 판매하나 자동차 구동용 모터로 전환을 희망하는 업체가 다수 존재하는데 이런 기업체들에게 신규 사업아이템의 제공 기회를 마련하였음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 필요성 (지역 및 산업적 측면) ... 4
• 2) 관련 기술 및 연구 동향 ... 4
• 3) 연구개발의 대상 (영구자석 매입형 BLDC 모터) ... 4
• 4) 연구개발의 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 연도별 세부 추진 내역 ... 5
• 2) 차량용 종래 모델 평가 및 분석 ... 6
• 3) 모델 제안 ... 7
• 4) 성능해석 및 사양 결정 ... 7
• 5) 가진원 모드 분석을 통한 소음진동 검토 ... 8
• 6) 최적화를 통한 성능개선 ... 9
• 7) 시제품 제작을 통한 성능검증 ... 11
• 8) 연구결과 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 1) 연구결과물 관점 ... 12
• 2) 연구자 관점 ... 13
• 3) 연구동향 관점 ... 13
• 4) 연구인력 관점 ... 13
• 5) 산업체 관점 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 24