한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1173-1174
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2006
Improvement of the strength is one of the most important subjects on soft magnetic composite (SMC) to increase the applica ble items. In this study, lubricants for inner lubricating SMC, which can be produced in lower cost than die wall-lubricatin g SMC, varied to investigate their effect on the strength. The newly developed SMC with self-lubricating resin shows high st rength equivalent to that of SMC obtained by die wall lubrication.
Soft magnetic composite (SMC) material has recently received a significant attention in the area of high-speed machines because of its unique properties such as good design flexibility and low eddy current loss. However, SMC's electromagnetic property is poor compared to silicon steel in terms of saturation, relative permeability, and hysteresis loss. This paper presents a technique for utilization of SMC in two strategic designs of a switched reluctance machine (SRM) depending on a loss pattern. To investigate the effect of SMC's merits and demerits, the stator material is changed from laminated steel to SMC.
This paper presents a new structure for the universal motor using soft magnetic composite (SMC). The stator for this new type of motor is made by combination of the SMC pole and the silicon steel yoke. The shape of the 3D SMC pole is designed to minimize ohmic loss and amount of stator coil. To design the pole shape, the 3D analysis in the design procedure is replaced with an equivalent 2D analysis. Finally, the optimal shape is analyzed by 3D FEM and the performance is discussed.
Two axial flux permanent magnet (AFPM) machines using soft magnetic composite (SMC) and lamination steel are studied. Generally stator cores of AFPM machines are manufactured using SMC because AFPM machines need 3 dimensional core structures. However, SMC cores have very disadvantages in magnetic properties. Especially permeability value is much lower than that of lamination steel, so magnetic field density is also lower. In terms of core losses, SMC cores have much larger loss values than lamination steel cores because SMC core can't be laminated. In this study, AFPM machine was designed using laminated steel, and iron losses in two machines using SMC and laminated steel were studied. Simulations were carried out by a commercial 3-D FEM tool.
본 논문은 청소기용 BLDC 전동기 모터에 기존의 전기강관이 아닌 SMC(Soft Magnetic Composite)를 적용하여 진공청소기용 BLDC 전동기 모터 설계를 하는데 있다. 본 논문에서 사용한 SMC는 순철 분말에 전기적 절연 코팅을 실시한 새로운 재질로 현재 많은 연구가 진행 되고 있는 분야이다. 그러나 재질의 특성에 적합한 모터 설계에 관한 연구는 미진 하였다. 따라서 본 연구는 진공청소기용으로 많이 사용되는 BLDC 모터에 SMC를 적용 하였을 때 BLDC 전동기의 특성을 알아 보고자 하였다. 본 연구에서 SMC재질을 사용 할 때는 어느 조건에서 사용함이 유리한지 알 수 있었다. 또한 고속 청소기에 적합한 설계를 실시한 결과 SMC 재질의 낮은 투자율로 말미암아 인덕턴스가 감소하고, 전류가 높아져, 출력 증대 되는 것으로 나타 났다. 향 후 본 연구는 SMC를 이용한 BLDC 모터 설계 시 설계 기준으로 이용 될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문은 고속 전동기의 효율 개선을 위한 재료로서 많은 관심을 받고 있는 연자성 분말(Soft Magnetic Composite, SMC)을 적용한 고속 2상 4/2 스위치드 릴럭턴스 전동기 설계 및 SMC 재질이 효율 특성에 미치는 영향 분석에 대한 연구이다. 고속 전동기의 효율 개선을 위한 재료로써 많은 관심을 받고 있는 SMC는 자계적으로 등방성을 띠며, 절연 코팅이 되어 있는 철 분말들로 구성되어 있어 높은 주파수에서 전기 강판 대비 높은 전기 저항으로 와전류 손실을 최소화 할 수 있으며 분말을 압분하여 형상을 만들기 때문에 자유로운 3차원 설계 및 제작이 용이하고 제조 시 재료 소비의 절감과 재활용이 가능한 장점이 있다. 그러나 전기 강판 대비 낮은 비투자율, 낮은 기계적 강도, 저주파 대역에서 높은 철손 특성의 단점을 가지고 있어 SMC를 이용한 전자계 구조 설계 시 낮은 비투자율 특성과 뛰어난 와전류 손실 저감 특성 사이의 균형을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 전기 강판을 사용하는 일반적인 2상 4/2 스위치드 릴럭턴스 전동기와의 비교를 통해 SMC 재질 적용이 정적 토크 및 효율 특성에 미치는 영향을 비교분석하여 설계를 진행하였다.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.796-797
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2006
SMC(Soft Magnetic Composite) materials which we have newly developed were studied for their applying effects. It shows almost the same motor output power as the laminated Si-steels of 0.35mm in thickness, although core loss of SMC is about 1.5 times that of the laminations. As shown in the results, the SMC motor core is sufficient for real use as a motor core. Furthermore, a 3-D shaped motor core made of SMC can improve approximately 20% of the output compared with the same size motor made of laminations.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1288-1289
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2006
Innovative SMC with low iron loss was made from iron powders with evaporated MgO insulation coating. The coating had greater heat-resistance than conventional phosphatic insulation coating, which enabled stress relieving annealing at higher temperature. Magnetic properties of toroidal samples (OD35mm,ID25mm, t5) were examined. The iron loss at 50Hz for Bm = 1.5T was lower 50% of conventional SMC and was almost the same with silicon iron laminations(t0.35). It became clear that MgO insulation coating has enough heat resistance and adhesiveness to powdersurface to obtain innovative SMC with low iron loss.
분말 야금 기술에 의한 복합 연자성 재료는 전기기기에 일반적으로 사용되는 종래의 전기강판보다 많은 장점을 가지고 있으며, 그 관련 기술은 최근에 상당한 발전을 거듭하고 있다. 복합 연자성 재료는 일반적으로 분말의 형태로 인해 자기적 등방성 가지므로 3차원 자속 및 복잡한 구조의 전기기기 구성에 적합하다. 하지만 SMC와 같이 등방성 자기 특성을 가지는 재료는 복잡한 벡터 히스테리시스를 가지므로 정확한 손실 특성을 예측하는 것이 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 전기강판 및 SMC의 링 타입 시편을 제작하고 시편 크기에 따라 자기적 특성을 측정한 후, 측정된 자기적 정보를 이용하여 800Hz 이상에서 구동하는 고속 영구자석 전동기의 전자계 해석을 수행하였다. 또한, 해당 모델의 시작품을 제작하고 효율 측정 및 비교를 통해 본 논문의 신뢰성을 입증하였다.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1175-1176
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2006
Influences of machining on magnetic properties of soft magnetic composites (SMC's) with addition of two kinds of binder, i.e., organic binder and inorganic one, were investigated. Machining does not affect DC magnetic properties of the SMC compacts. This can be ascribed to their particular structure in which the ironpowder particles are highly isolated by the binder. On the other hand, decrease in resistivity and resultant increase in eddy current loss was confirmed in the machined compacts containing inorganic binder. It is supposed that the brittleadditive binder existing between the iron particles is partly broken, and iron-to-iron contact is formed on the machined surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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