• 한국철도학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.398-403
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• 2008

전동차용 견인전동기 시스템은 저항 및 쵸퍼 제어에 의한 직류 전동기 방식에서 인버터 제어에 의한 유도전동기 방식으로 발전하였다. 오늘날 유도전동기 기술은 어느 정도 성숙기에 접어들었지만 최근에는 소음제거, 효율 극대화 및 유지보수 비용 절감 등의 이점이 있는 감속기를 제거한 직접 구동용 영구자석 전동기가 새로이 각광받고 있다. 특히 기계적으로 견고한 매입형 영구자석 동기전동기는 출력/토크 밀도가 높고 약계자 제어성이 우수하며 고효율 운전이 가능하다. 본 논문은 자기적 포화특성이 심한 영구자석 전동기를 대상으로 고급화된 비선형 수치해석 기법을 적용하여 설계된 전동기의 특성해석을 나타낸다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1087-1088
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• 2011

영구자석형 전동기는 높은 출력밀도를 가지므로 현재까지 많은 연구가 진행되어 왔다. 일반적으로 매입형 영구자석 동기전동기는 영구자석의 사용량이 많을수록 돌극비를 향상 시킬 수 있으므로 발생토크 성분 중 릴럭턴스 토크의 비중을 키울 수 있다. 이는 토크 발생 시 입력전류를 저감시켜 동손이 감소하고 효율을 증가시키는 효과를 기대할 수 있다. 본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기의 등가자기회로법를 이용한 설계에 대해 다루고자 한다. 등가자기회로법은 계산시간이 빠르고 전동기 구성인자들의 영향을 신속하게 살펴 볼 수 있으므로 초기설계에 많이 사용된다. 본 논문에서는 등가자기회로법을 이용하여 공극자속밀도를 산정한 후 슬롯을 고려한 relative permeance, 그리고 무부하 역기전력을 산정하고 최종적으로 유한요소법을 이용하여 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.67-69
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• 2017

본 논문에서는 철도차량용 매입형 영구자석 동기전동기의 저속영역에서 구동을 위해 센서리스 제어 기법을 적용하였다. 저속영역에서 센서리스 제어는 회전하는 전동기에 연속적인 고주파 신호를 인가하고 그 신호에 대한 응답을 이용한다. 매입형 영구자석 동기전동기의 회전자 인덕턴스 변화와 자기적 돌극성을 이용하므로 특정 전동기에 대해 우수한 성능을 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 동기좌표계 d축 전압에 정현파 신호와 구형파 신호를 주입하여 두 방식에 대한 결과를 시뮬레이션을 통해 분석하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.123-130
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• 2010

일반적으로 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 초기설계는 자기등가회로법을 이용한다. IPMSM의 경우 회전자에 매입된 영구자석 배치의 자유도가 매우 높지만 자기등가회로법은 영구자석의 배치를 고려하기 어렵다. 따라서 설계변수와 응답에 대한 관측 자료로부터 해석적인 근사모형을 제시함으로써 실질적인 목적함수를 쉽게 만들 수 있는 반응표면법(RSM)을 활용하였으며 조건에 따른 관계를 예측하기 위해 필요한 실험 데이터는 유한요소법을 이용하였다. 본 논문에서는 IPMSM의 고 토크와 저 토크 리플을 위한 반응 표면법을 이용한 매입형 영구자석 동기전동기의 이층 영구자석 회전자 구조 다목적 최적 설계를 제안한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.964-965
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• 2015

본 논문에서는 유도 전동기와 매입형 영구자석 동기 전동기(IPMSM)의 센서리스 운전 성능의 비교 및 분석에 대해 기술하였다. 유도 전동기는 자속을 추정하여 회전자 위치를 얻는 두 가지 방식의 알고리즘을 기술하였고, 매입형 영구자석 동기 전동기는 역기전력을 추정하여 회전자 위치를 얻는 방식을 기술하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.607_608
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• 2009

일반적으로 매입형 영구자석 동기전동기는 영구자석의 사용량이 많을수록 돌극비를 향상 시킬 수 있으므로 발생토크 중 릴럭턴스 토크의 비중을 키울 수 있다. 이는 토크 발생 시 입력전류를 저감시켜 동손이 감소하고 효율을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다. 하지만 최근에 희토류계 영규자석의 가격 상승으로 인하여 영구자석 형 전동기 개발에 있어 제약이 따르는 상황이며 가격 경쟁력을 위하여 영구자석의 사용량을 저감시키는 노력을 기울이고 있다. 본 논문에서는 HEV 구동용 매입형 영구자석 동기전동기를 대상으로 영구자석 사용량 저감 설계에 대하여 다루고자 한다. 영구자석 사용량 저감은 영구자석의 두께를 변경시켜서 검토하였으며 실험을 통한 영구자석의 감자특성을 검토하여 최적의 두께를 결정하였다. 영구자석 두께 저감에 따라 감소한 최대출력 확보를 위하여 회전자의 형상설계를 기계적 구조해석과 병행하여 수행하였다. 최종으로 설계된 모델의 특성은 Prototype과 비교하여 성능만족 여부 및 영구자석 사용량 변화를 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.405-406
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• 2012

본 논문은 확장형 회전자 자속 모델 기반의 칼만 필터를 이용한 매입형 영구자석 동기 전동기 센서리스 제어에 관한 연구이다. 또한 센서리스 구동의 성능을 향상시키기 위하여 간단한 제정수 추정 방법을 제안하였다. 매입형 영구자석 동기전동기 구동 시스템은 비선형성과 제정수 변동 이라는 문제점을 가지고 있다. 이러한 주요 문제점을 극복하기 위하여, 우선 칼만 필터를 이용한 확정형 회전자 자속 추정을 통해 다양한 노이즈를 포함한 비선형 시스템에서의 높은 성능적 안정성을 가질 수 있다. 제정수 추정 기법 또한 제정수의 변동을 감소시키기 위하여 제안하였다. 본 논문에서 제안한 센서리스 제어방법과 제정수 추정 방법의 타당성을 확인하기 위하여 모의실험과 실제실험 세트를 구성하여 실제값과 실험값을 비교하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.814-815
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• 2008

매입형 영구자석 동기전동기의 경우 고효율, 고출력 그리고 넓은 속도 범위와 같은 많은 장점에도 불구하고 상대적으로 큰 코깅토크와 토크 리플로 인하여 정밀한 위치 제어용 전동기로 사용하는데 있어 한계가 있다. 이는 flux barrier와 치 사이의 불연속적인 자기저항의 변화가 주요한 원인 중의 하나로 이를 최소화 할 수 있는 형상 설계가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 초기 설계된 매입형 영구자석 동기 전동기의 특성을 향상시키기 위한 형상 설계를 제시하고 실험 결과를 통하여 제안된 설계 방법의 유용성을 증명하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.810_811
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• 2009

본 논문에서는 하이브리드 전기자동차 구동에 적용되는 비선형 자기포화특성이 두드러진 매입형 영구자석 동기전동기의 돌극비에 따른 특성해석에 대해 나타낸다. 영구자석의 층수에 따라 달라지는 돌극비 특성을 구하기 위해 고정자, 회전자 형상 및 재질 등을 동일하게 두고 유한요소해석을 통해 자계해석을 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.6270-6275
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• 2014

본 논문에서는 전기자동차용 견인전동기로서의 다극 매입형 영구자석 동기전동기의 회전자 돌극 설계에 의한 토크리플 개선 방안을 연구하였다. 다극 매입형 영구자석 동기전동기의 경우 영구자석에서 발생되는 자속이 고정자에 쇄교되지 않고 회전자 브릿지를 통해 누설되는 자속이 크다. 이러한 누설자속을 줄여 출력밀도를 향상시키고 토크리플을 저감하기 위해 영구자석 사이의 회전자 표면에 슬릿을 적용하였다. 슬릿에 적용되는 두 설계 파라미터를 제안하고 반응표면법을 이용하여 토크리플 감소와 출력 향상 최대화 설계를 수행하였다. 자속의 포화를 고려하기 위해 본 논문에서는 2차원 유한요소법을 이용하여 특성해석을 수행하고 이를 분석하였다.