ORGANIZATION : 한국자동차공학회
JOURNAL :
YEAR : 2016.05
VOL :
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최근 주요국들의 CO2 규제가 강화되면서 전기자동차의 필요성이 더욱 부각되고 있다. 특히 전기자동차의 구동 모터는 차량의 성능을 결정하는 핵심 부품으로 주목 받고 있으며, 고출력밀도·고효율을 만족시키기 위한 많은 설계 방안들이 제시되고 있다. 현재 고출력밀도·고효율 특성을 만족시키기 위해 다양한 형태의 회전자를 갖는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)가 개발되고 있지만 제한된 출력 조건 하에 구조적 조건을 만족시키기에는 어려움이 있다.
따라서 본 논문에서는 Fig. 1에 제시된 2층 자석을 갖는 8극 48슬롯 IPMSM 모델을 통해 회전자의 설계 변수를 고려하여 응력 집중을 완화시킬 수 있는 방안을 제시한다. 고정자 형상은 그대로 유지한 채, Fig. 2에 언급한 rib 두께, fillet 반경, 영구자석 두께, bridge 두께와 같은 설계 변수를 조절하여 응력 분포를 확인하였다. 또한, 응력 분포를 개선할 수 있는 방안과 그에 따른 해석 조건을 제안한다. 설계된 전동기의 전기적 특성과 응력 분포는 2-D 유한요소해석을 이용하여 산정하였다. 이 방안은 고속으로 동작하는 IPMSM의 회전자 설계 시 응력 집중 현상을 완화하기 위한 설계에 도움이 된다.