• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1189_1190
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• 2009

최근 철도 차량의 대부분은 인버터 제어에 의한 유도전동기를 채택하여, 많은 사용상의 이점을 내고 있다. 하지만 이 인버터 제어는 장치의 소형 경량화, 저비용화의 관점에서, 1대의 인버터로 복수의 유도 전동기를 구동하는 방식이 주류이다. 최근, 고성능화로 영구자석을 사용한 동기전동기는 산업용, 전기 자동차용과 모든 분야에서 주목을 받아, 소형 경량 고효율"의 특징을 살려서 유도전동기를 대신하여 고성능 모터의 주역이 되고 있다. 본 논문에서는 철도 차량용 주전동기로 이 영구자석 직접구동전동기를 개발하여 기존 유도 전동기와 비교하여 성능을 평가 하였다. 실험을 통해 영구자석 직접구동전동기는 기존 유도 전동기에 비해 고 효율화, 유지보수성 향상 등의 효과가 있음을 알 수 있다.

• 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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• 2011.07a
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1312-1314
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• 2005

본 논문은 엘리베이터용 표면 부착형 영구자석 동기전동기의 특성해석에 관해 연구한 결과이다. 영구자석으로는 높은 보자력과 잔류자속을 갖는 희토류 자석을 사용하였으며 전동기의 축 길이를 작게 설계한 영구자석 박형 엘리베이터용 전동기다. 본 전동기의 해석을 위해 유한요소해석 S/W인 Flux-2d를 사용하였으며 해석 결과와 실험 결과를 비교 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.858-859
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• 2011

고성능과 고효율 전동기인 매입형 영구자석 동기기에 사용되고 있는 희토류계 영구자석은 높은 가격과 수급 문제로 인해 최근 이슈화 되고 있다. 희토류계 영구자석을 대체하여 페라이트 영구자석을 적용할 수 있지만 낮은 잔류자속밀도로 인해 고출력을 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 그러나 최근 높은 잔류자속밀도를 가진 고밀도화 페라이트 자석이 출시되면서 이를 적용한 매입형 영구자석 동기기의 특성을 해석할 필요성을 가지게 되었다. 본 논문에서는 고밀도화 페라이트 자석을 이용한 매입형 영구자석 동기기의 특성 해석을 하였다. 특히 영구자석의 재질 변경으로 인해 동기기의 토크와 토크 리플의 변화를 비교하고 코깅 토크에 의한 변화도 비교하였다. 또한 매입형 회전자내에 영구자석의 형상을 1층 및 3층으로 적용하여 구조에 따른 해석을 통해 특성을 비교함으로서 고밀도화 페라이트 자석의 효율적인 적용을 얻기 위한 회전자 구조를 선택하고자 한다. 또한 이를 통해 고밀도화 페라이트 자석의 적용 가능성을 예측하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.101-102
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• 2016

영구자석 동기전동기(PMSM)의 효율적인 구동을 위해 전동기의 제정수를 실시간으로 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하다. 대부분의 전동기 제정수 추정 기법은 전동기의 교차 결합 현상(Cross coupling effect)을 고려하지 않은 전동기 모델을 이용한다. 본 논문에서는 영구자석 동기전동기에서 기존의 제정수 추정 기법을 적용할 경우 교차 결합 현상에 의해 발생하는 제정수의 추정 오차를 수학적으로 분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.04a
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• pp.22-24
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• 2003

유도성 기동 영구자석 전동기의 경우 고효율성 및 자기동성으로 인해 현재 산업계에서 많이 사용되고 있는 유도기를 대체할 가능성이 크다. 정상 상태에서는 영구자석 동기 전동기로 작동하며 기동시에는 유도바의 역할로 유도기로서 동기화에 이르게 된다. 이때, 적절한 설계가 이루어지지 않으면 기동 또는 동기화에 실패할 수 있으므로 기동시의 과도특성 해석은 매우 중요하다. 본 논문에서는 기계 방정식과 결합된 유한요소해석 프로그램을 이용하여 전동기의 기동 및 동기화 특성을 해석하고자 한다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 시험용 전동기를 제작하고 과도 상태 시험을 수행하여 해석결과와 비교한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.11a
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07b
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• pp.924-926
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• 2003

단상 전원에 의해 기동 및 운전되는 영구 자석형 동기전동기는 일반 단상 유도전동기에 매우 높은 효율을 갖게 되지만, 회전방향을 정하기가 어렵다. 본 연구에서는 커패시터를 사용하는 커패시터 운전 유도 전동기와 같은 구조에 회전자를 영구자석을 사용하는 경우에 대하여 연구하였다. 즉, 회전자 조건에 따른 기동 조건을 계산하고, 이로부터 회전방향을 결정할 수 있어 고효율로 팬부하와 같은 기동토크가 작은 부하에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.