대류 열전달 계수 산정을 통한 전동기 열 특성 예측 및 열 등가회로 개선

Abstract

본 논문에서는 열 등가회로를 사용하여 전동기의 온도를 예측하여 보았다. 전동기 파라미터들이 온도에 의해 바뀌게 되므로 온도조건은 매우 중요하며 전동기 성능에 절대적 영향을 미친다. 온도 증가는 영구자석의 온도에 의한 불가역 감자, 저항의 증가를 가져온다 따라서 이 변화를 파악하여 전동기 설계에 반영하는 것이 필요하다. 논문에서 다루는 내용은 열 등가회로를 구성하고 파라미터인 열 소스, 열 저항, 열 캐패시터를 산정하고 이를 전동기 열의 흐름을 고려하여 등가회로를 구성하였다. 특히 열 저항 중에서 대류로 인한 열전달을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 자연대류 및 강제대류가 발생하는 요소를 고려하여 정확한 대류 열전달 계수를 산정하였고 기존의 열 등가회로의 온도 예측을 더 개선시켰다. 또한 영구자석의 와전류 손실과 동손, 철손을 모두 반영하였다. 마지막으로 논문을 검증하기 전동기 열 포화 실험을 진행하였다. 본 논문을 통해 전동기 설계시 열원이 전동기 온도 상승에 미치는 정도를 파악가능하며 권선의 종류나 영구자석의 불가역 감자에 대해 대비할 수 있었다.