Conference: 2024 한국자동차공학회 추계학술대회
Authors: 김재현, 원윤재, 임명섭
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표면부착형 영구자석 동기전동기 (SPMSM: Surface-mounted permanent magnet synchronous motor)는 매입자석형 영구자석 동기전동기 대비 작은 코깅 토크, 토크 리플을 가지며 전자기력의 고조파가 작게 발생하기 때문에 로봇, 조향장치, 가전 등 여러 분야에 널리 사용된다. SPMSM의 코깅 토크, 토크 리플, 전자기 가진력을 저감하기 위한 대표적인 방법으로는 영구자석의 형상 변경, 스큐 적용, 고정자 챔퍼 적용 등이 있다. 그 중에서도, 고정자 챔퍼는 챔퍼의 형상에 따라 코깅 토크, 토크 리플, 전자기력 고조파 저감 효과가 달라질 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 SPMSM의 고정자 챔퍼 형상에 따른 코깅 토크, 토크 리플, 전자기 가진력을 비교, 분석하였다. 먼저, Fig. 1과 같이 고정자 챔퍼의 형태를 내부 편심 형태, 외부 편심 형태, 직선 – 직선 형태, 원호 – 직선 형태로 분류하였다. 각각의 챔퍼 형태에 대해서, 설계 변수의 값을 변화시켜가며 코깅 토크, 토크 리플, 전자기 가진력을 검토하였다. 추가적으로, 각각의 챔퍼 형태에 대해서 챔퍼의 형상뿐만 아니라 영구자석의 형상 등 다른 설계변수들을 포함하여 최적설계를 수행하고 그 결과를 비교하였다.