Super premium 효율 산업용 Pma-SynRM 최적설계 연구

Abstract

산업용 전동기분야에서 높아지는 효율규제 수준에 대응하기 위하여는 현재의 유도전동기로 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 슈퍼프리미엄효율(IE4) 이상의 효율에 대하여 Pma-SynRM의 도입을 제안하고, 가장 시장의 수요가 큰 기종 중 하나인 2.2kW 전동기를 설계하여 성능을 검증하였다. Pma-SynRM의 경우 베리어 사이의 누설 자속과 세그먼트의 자기 포화 때문에 자기 회로를 이용한 분석적인 방법으로 회전자의 형상을 설계하는 것은 어렵고 부정확하다. 따라서 최근에는 유한요소법을 이용한 설계 기법이 많이 도입되었다. 본 논문에서도 유한요소 해석을 통하여 효율을 최대로 올릴 수 있는 연구를 수행하였다. Pma-SynRM의 특성은 d축과 q축의 인덕턴스 차에 크게 영향을 받기 때문에 여기에 영향을 미칠 수 있는 회전자 형상의 설계인자를 변수로 설정하여 반복적인 해석을 통해 최적의 회전자 형상을 도출하였고 이 결과를 바탕으로 실제 시제품 제작 및 실험을 통하여 기존 유도전동기 대비 Pma-SynRM의 효율이 우수함을 확인하였다.