고정자 내부 기계적 응력을 고려한 히스테리시스 변화를 고려한 Detent torque 예측

Abstract

본 논문은 영구 자석형 전동기의 디텐트 토크 및 코깅 토크 예측에 관한 논문으로서 강자성체로 구성된 고정자가 하우징에 압입되어 발생하는 응력을 고려한 히스테리시스 특성 변화를 반영하여 히스테리시스 손실 및 히스테리시스 토크를 계산하고 이로부터 전동기의 디텐트 토크 및 코킹 토크를 실제와 근사하게 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 강자성체의 히스테리시스 특성을 모델링 하여 전동기 특성을 예측하는 연구는 그 역사가 깊다. 특히 히스테리시스 현상을 모델링하는 방법으로써 프라이자흐 모델은 컴퓨터의 성능 향상에 따라 가장 선호하는 모델링 방법으로써 자리매김 하였다. 이를 바탕으로 앞선 연구에서 고정자의 히스테리시스 특성을 프라이자흐 모델로 구성하여 영구 자석형 전동기의 히스테리시스 손실 및 히스테리시스 토크를 예측하는 연구가 진행되었으나 실제 전동기에서 나타나는 토크 특성과 무시할 수 없는 오차가 존재하였다. 본 논문은 강자성체가 기계적 응력이 가해질 경우 히스테리시스 특성이 변화하는 현상을 선행된 연구로부터 확인하고 전동기용 전기 강판을 선정하여 다양한 응력 조건에서 히스테리시스 루프를 측정하여 기계적 응력에 따른 히스테리시스 변화를 재확인 하였고, 전동기 고정자의 응력 분포를 해석하여 고정자의 각 부분에 해당하는 프라이자흐 모델을 각각 구성하여 적용함으로써 보다 실제 전동기에 근사한 히스테리시스 손실 및 토크를 계산함으로써 영구 자석형 전동기의 디텐트 토크 및 코깅 토크 특성을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.