매입형 영구자석 전동기에서 발생하는 3차원 회전자 누설자속에 관한 연구 (Study on 3D Rotor Leakage Magnetic Flux in Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 31권 / 3호 / 143 ~ 147페이지
· 저자명 : 이성구, 조윤현

초록

매입형 영구자석 전동기의 회전자에서는 영구자석에서 발생하는 자속 중 고정자의 코일을 쇄교하지 못하는 누설자속이 발생한다. 매입형 영구자석 전동기에서 발생하는 회전자 누설자속 중 rib을 경유하는 2차원 성분은 2차원 유한요소해석을 통해 고려될수 있다. 하지만 매입형 영구자석 전동기의 회전자 누설자속에는 2차원 유한요소해석으로는 고려할 수 없는 3차원 경로의 성분이 존재한다. 이 3차원 회전자 누설자속은 영구자석으로 분리된 회전자 코어 영역들 사이에서 발생하며, 이의 경로는 회전자 코어의 축방향 상하단에 위치한 비자성체인 공기를 경유하는 3차원이다. 본 연구에서는 매입형 영구자석 전동기에서 3차원 누설자속이 발생하는 원인을 분석하고, 이를 정확하게 고려할 수 있는 axial air dummy가 추가된 3차원 유한요소 해석모델을 제안하였다. 또한, axial air dummy의 높이에 따라 3차원 누설자속의 계산결과가 어떻게 영향을 받는지를 분석하였다. 마지막으로 특정사양을 가지는 매입형 영구자석 전동기의 2차원 유한요소해석과 3차원 유한요소해석의 비교를 통해 3차원 회전자 누설자속이 무부하 역기전력과 코깅토크에 미치는 영향을 확인하였다.

영어초록

In the rotor of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM), leakage flux that cannot link the coil of the stator among the magnetic flux generated by the permanent magnet (PM). Among the rotor leakage flux generated in the IPMSM, the 2D component passing through the rib can be considered through the 2D finite element analysis (FEA). However, in the rotor leakage flux of an IPMSM, there is a component of a 3D path that cannot be considered by a 2D FEA. This 3D rotor leakage magnetic flux is generated between the rotor core regions separated by PMs, and its path is 3D through air, which is a non-magnetic substance located at the upper and lower ends of the rotor core in the axial direction. In this study, a 3D FEA model with an axial air dummy is proposed to analyze the cause of 3D leakage magnetic flux in a IPMSM and to accurately consider it. Also, how the calculation result of the 3D leakage magnetic flux according to the height of the axial air dummy is affected was analyzed. Finally, the effect of 3D rotor leakage magnetic flux on no-load back electromotive force and cogging torque was confirmed through comparison of 2D FEA and 3D FEA of IPMSM with specific specifications.

참고자료

· 없음