• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.11 no.4
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• pp.398-403
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• 2008

The propulsion for locomotive application has changed from the DC motor system to the induction motor system. Although the induction motor system has almost reached the stage of maturity, this system also needs to be changed to the PM motor system for the direct drive without using reduction gear. Thus, the IPMSM (Interior buried Permanent Magnet Synchronous Motor) has been adopted to meet the locomotive driving specification. Where the wheel is directly dirven by the traction motor. In this paper, the investigation on IPMSM satisfying driving specifications for the direct drive has been performed using the advanced FEM.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.15 no.2
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• pp.135-140
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• 2012

Interior Permanent Magnet Synchronous motors (IPMSM) with concentrated winding are superior to distributed winding in the power density point of view. But it causes huge amount of eddy current losses on the permanent magnet. This paper presents the optimal permanent magnet V-shape on the rotor of an interior permanent magnet synchronous motor to reduce the core losses and improve the performance. Each eddy current loss on permanent magnet has been investigated in detail by using FEM (Finite Element Method) instead of equivalent magnetic circuit network method in order to consider saturation and non-linear magnetic property. Simulation-based design of experiment is also applied to avoid large number of analyses according to each design parameter and consider expected interactions among parameters. Consequently, the optimal design to reduce the core loss on the permanent magnet while maintaining or improving motor performance is proposed by an optimization algorithm using regression equation derived and lastly, it is verified by FEM.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1061-1062
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• 2011

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM) 전자기력 특성 해석을 수행하였다. 전동기에서 발생하는 전자기력(Electromagnetic force)은 기기의 성능 뿐만 아니라 소음 및 진동을 유발하며 전기기기의 stress를 야기한다. 본 논문에서는 전자기력 특성을 맥스웰 응력 텐서법를 이용하여 각 노드에서 발생하는 전자기력 분포에 대해 분석하였다. 그리고 매입형 영구자석 전동기의 운전상태 및 구조파트 중 고정자 치에서 발생하는 전자기력 분포에 대해 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1077-1079
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• 2005

최근 산업기기의 대형화로 인하여 전기기기 및 전력기기의 고효율 대용량 설계에 대한 관심이 커지고 있다. 그 동안에는 대용량 전동기로 주로 유도전동기와 릴럭턴스 전동기가 사용되어 왔다. 그러나 유도전동기는 저속에서의 효율이 낮으며 회전자의 열손실이 효율과 역률을 저하시키는 단점이 있고, 릴럭턴스 전동기는 구조 및 동작원리 상 큰 맥동토크로 인하여 소음과 진동이 매우 크다. 이에 효율과 역률이 좋고 고속운전이 가능한 영구자석형 전동기에 대한 연구가 많이 진행되었고 최근에는 영구자석 재질(희토류계)의 발달함로 인하여 고속 대용량 자석계자형 BLDC와 영구자석형 동기전동기의 설계가 가능해져 대형기에 많이 이용되고 있다. 그러나 대용량 전기기기의 경우 그 크기와 부피가 매우 크고 대전류 대전압의 전원을 공급하여야 하기 때문에 인버터부를 병렬 연결하여야 하므로 제어부를 포함한 전동기의 설치 공간이 증가해 지는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 인버터를 전동기의 회전자 내부에 배치한 인버터 내부형 5[MW]급 BLDC 전동기를 설계하고자 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.04a
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• pp.67-69
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• 2005

다층 매입형 영구자석 전동기의 설계에 있어서 d, q축 인덕턴스는 전동기의 특성을 결정짓는 중요한 파라미터이다. 그러나 심한 자계 포화 영역에서 동작하는 매입형 영구자석 전동기의 특성 때문에, 4축 q축 전류 조합별로 그 값들이 다를 뿐만 아니라, 설계 단계에서 정확하게 예측하기가 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 매입형 영구자석 전동기의 중요한 파라미터인 d, q축 인덕턴스를 계산하는 몇 가지 방법들을 소개하였다. 또한, 해석 결과와 실험 결과와의 비교를 통하여 제안한 계산 방법의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07b
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• pp.1059-1061
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• 2000

본 논문에서는 속도검출기가 없는 표면부착형 영구자석 동기 전동기의 속도제어 기법을 제안한다. 표면부착형 영구자석 동기 전동기는 그 형상에 있어서는 자기적 돌극성을 가지지 않지만 기본 주파수에 비하여 높은 주파수를 가지는 전압을 전동기의 추정된 회전사의 위치와 같은 축에 인가함으로써 자속의 포화에 의한 고주파 임피던스의 차이를 관측할 수 있다. 본 논문에서는 이 고주파 임피던스의 차이를 이용하여 전동기회전자의 위치를 추정하고, 추정된 회전자의 위치를 이용하여 속도 및 위치 검출기가 없이도 벡터제어를 수행한다. 또한, 이 고주파 임피던스의 특성은 부하조건에 따라 변하기 때문에 추정하는 회전자의 위치가 부하조건에 따라서 왜곡된다. 본 논문에서는 회전자의 위치를 추정한 후 부하조건에 따라 회전자의 위치를 보정하는 기법도 제안한다. 마지막으로 실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.844-845
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• 2011

스피리컬 전동기의 적용대상인 기존의 다자유도 시스템은 다수의 전동기를 동시에 제어해야 하므로 제어성과 전력공급면에서 단점을 갖는다. 하나의 전동기로 다 자유도 시스템을 구현할 수 있는 스피리컬 전동기는 출력 밀도 측면에서 영구자석을 이용한 형태의 연구가 주로 진행되고 있는데, 세계적으로 기초연구 단계에 있다. 스피리컬 영구자석형 전동기를 구현하기 위해서는 회전자를 지지하면서 3자유도 구현이 가능한 구조적인 설계, 3자유도의 전동력의 발생 메커니즘 설계, 3차원 전자장 해석 및 제어알고리즘 구현이 필요하다. 회전축이 기울여진 상황에서 회전자계를 발생시키는 식이 보고되고 있으나 회전형 전동기와 달리 공증된 회전자계 식이 없는 상황이다. 본 연구에서는 전류벡터를 이용한 회전자계 식에 대한 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.732-733
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• 2015

본 논문에서는 외전형 영구자석 동기전동기(Outer rotor Permanent Magnet Synchronous Motor)의 회전자 형상에 따른 토크특성을 비교하였다. 표면부착형 영구자석(SPM) 형태의 FAN용 PMSM을 설계하고 이 모델을 기준으로 동일한 외경사이즈를 갖지만 더 높은 토크 밀도를 갖는 4가지 매입형 영구자석(IPM) 형태의 PMSM을 제시한다. Finite Element Analysis(FEM)을 통하여 각 모델의 특성을 해석하고 자석 사용량과 토크를 비교 및 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.11b
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• pp.306-308
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• 2000

부분여자된 영구자석형 선형동기전동기(PMLSM)의 단부효과를 고려한 특성을 나타낸다. 선형동기전동기의 고효율 운전을 위하여 전기자 권선을 가동자의 위치별 부분여자하였으며, 이와 더불어 양단부의 제한된 자석길이에 의한 단부효과를 나타낸다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.04b
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• pp.223-225
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• 2006

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 속도추정을 위한 새로운 센서리스 알고리즘을 제안한다. 매입형 영구자석 동기 전동기의 기본 전압 방정식을 이용하여 회전자의 자속을 추정하고, 위상고정루프(PLL)를 사용하여 회전자의 위치와 속도를 추정하는 방법으로 센서리스 알고리즘을 구성하였다. Matlab SIMULINK를 이용한 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 알고리즘을 검증하였다.