전동기 형상 변화에 따른 전자기적 파라미터 분석과 진동, 소음 저감

Abstract

본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 형상 변화에 따른 진동, 소음의 상관관계를 분석하였다. 전동기의 치에 작용하는 Local Force를 분석하고 Modal Analysis를 통해 모드에 따른 전동기의 고유주파수를 확인한 후 소음을 발생시키는 고정자의 변형을 분석하기 위해 Harmonic Analysis을 수행 하였다. 그리고 주요한 진동, 소음은 전동기의 고유주파수와 외부 가진력(전동기에서의 Local Force)의 주파수가 일치할 때 발생하므로 Modal Analysis과 Local Force의 고조파 분석을 통해 진동, 소음이 발생하는 특정 모드의 주파수를 분석하였다[5], [6]. 먼저 소음 실험데이터가 있는 세 전동기의 Local force의 고조파 분석, Modal Analysis 그리고 Harmonic Analysis를 수행하여 소음 실험값과 비교하였고 해석 데이터와 양상이 일치하여 해석 방법의 신뢰성을 얻을 수 있었다. 이 해석 방법을 사용하여 Model1의 Tooth width, Yoke width, Slot opening과 Tooth tip을 변경하였을 때 진동, 소음 특성을 분석하였다. 일반적으로 고정자의 강성이 클수록 진동이 적어 소음이 적지만 강성을 증가시키는 것은 슬롯 면적에 의한 전자기적인 한계가 있다. 그래서 본 논문에서는 전자기적인 출력을 만족하면서 진동을 줄일 수 있는 효과적인 Tooth width, Yoke width, Slot opening과 Tooth tip의 설계 방향을 제시하였다.