전동기 형상 치수 비 변화에 따른 초고속 정동기 공진 회피 설계

Abstract

증가하는 환경오염 문제로 전 세계적인 배출가스 제약이 강화됨으로써 자동차 업계들의 교통수단의 환경 청정화는 피할 수 없는 흐름이 되었다. 이에 자동차 업계들의 친환경 자동차의 고효율화 및 소형화에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 그중 초고속 동기전동기는 작은 부피와 가벼운 무게를 가지면서도 큰 출력 밀도를 낼 수 있기 때문에 대량의 공기를 필요로 하며 소형화된 형상이 요구되는 차량용 공기 블러워용 전동기로 매우 적합하다. 하지만 초고속 전동기의 경우 넓은 주파수 영역에서 운전을 하므로 공진 회피를 위한 설계가 필수적이다. 본 논문은 초고속 전동기 형상 치수 비 변화를 통해 기존 대상 모델의 성능을 만족하고 공진 회피를 위한 설계를 목표로 한다. 전동기 성능과 공진 주파수를 확인하기 위하여 3D FEM (Finite Element Method)을 이행할 수 있지만, 해석 시간이 길고 모델링이 복잡하다는 단점이 있다. 이에 전동기의 형상 치수 비 변화에 따른 전동기 각 파라미터 비례식을 정의하여 간단하게 전동기 성능과 공진주파수를 예측할 수 있다. 마지막으로 비례식의 타당성을 검증하기 위하여 공진 회피를 고려하여 전동기 형상 치수 비가 변경된 최종 모델을 3D FEM을 이행하였고, 설계 결과를 비교하여 비례식의 타당성을 검증하였다.