방열구조에 따른 고속철도용 영구자석동기전동기 열해석 분석 (Thermal Analysis of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor for High-Speed Train Depending on Cooling Structure)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 23권 / 4호 / 326 ~ 338페이지
· 저자명 : 이준석, 류준형, 이장무

초록

본 논문에서는 방열구조에 따른 고속철도용 매입형 영구자석동기전동기(IPMSM)의 열해석 분석 결과를 제시 한다. 영구자석동기전동기의 설계사양으로 320km/h급 고속철도차량의 운행성능을 만족하기 위한 토크-속도 곡선이 제시된다. 특히 고속철도차량의 고효율 운전을 위해 영구자석동기전동기 설계에 있어 역기전력(Back-electromotive force, -EMF)의 크기를 제한한다. 설계된 영구자석동기전동기는 시뮬레이션 해석을 통해 설계 요구사항을 만족하는지 확인한다. 열해석 수행을 위해서 회전 속도에 따른 손실분석을 수행하며 고속철도 차량의 실제 운행프로파일(속도, 전력)을 반영하여 보정된 손실 값을 열해석에 적용한다. 마지막으로 영구자석동기전동기에 적용된 3가지 방열구조에 따른 방열설 능을 비교한다.

영어초록

This paper provides thermal analysis results for an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) for high-speed trains (HST), depending on the cooling structure. The design requirements (torque/speed curve) of IPMSM are suggested to achieve HST running performance up to 320km/h. In particular, the back electromotive-force (EMF), which is the voltage of IPMSM, is limited for high efficiency operation of HST. The characteristics of the designed IPMSM are analyzed to identify the satisfaction of the design requirements. Loss analysis of the designed IPMSM depending on the speed is conducted using thermal analysis and normalized loss considering the measured results (speed and power) of the existing HSP on a real operation line; these results are used to analyze the thermal characteristic of the designed IPMSMs. Finally, the three cooling structures of the IPMSM are compared in terms of cooling performance.

참고자료

· 없음