해양 레저장비 구동용 자속 집중형 BLDC 전동기 설계 연구

Abstract

본 논문은 해양 레저 장비 구동용 자속 집중형 BLDC 전동기의 설계에 관한 논문이다. 최근 해양 환경오염에 대한 우려감과 함께 친환경 전기 추진 시스템이 각광 받으면서 친환경 무공해 전기 동력 선외기 시장이 열리고 있다. 내연기관 선외기에서의 오염물질 배출은 일반 육지의 차량에 비해 100배 이상의 환경오염 영향을 미치고 있는 보고서도 발표되는 등 근해의 해양 생태계에 큰 악영향을 미치고 있다. 반면 전기 동력 선외기는 CO2 무배출은 물론이고 엔진오일 및 기타 유류의 유출 문제 또한 없으므로 기존 내연기관의 선외기를 지속적으로 교체해 나간다면 미래 해양 생태계에 커다란 긍정적인 효과를 가져 올 것으로 판단하고 있다. 따라서 시스템의 가격적인 측면과 중량 및 효율을 고려하여 BLDC구동의 자속 집중형 영구자석 동기 전동기를 설계한다. 먼저 BLDC 전동기의 기초설계 파라미터 유도를 통하여 기초설계 파라미터를 결정한다. 다음으로 출력밀도 극대화 기초설계 프로세스를 통하여 기초설계를 수행한다. 기초설계 결과에서 중요 설계요구사양인 고조파 저감 및 토크리플을 개선하기 위한 상세 형상설계를 실시한다. 도출된 최종 모델에서 영구자석 감자해석 및 설계보완을 실시하여 신뢰성을 확보한다. 마지막으로는 제작을 통해 설계된 자속 집중형 BLDC 전동기의 타당성을 검증한다.