T-Ω Method를 이용한 영구자석 와전류손실 3D-2D 변환 해석방법에 관한 연구

Abstract

최근 자동차 시장은 고효율의 자동차를 개발하기 위해 많은 연구를 진행하고 있다. 이러한 시장 동향의 이유는 점점 강화되는 환경 규제를 만족하기 위해, 더욱 고효율을 갖는 동력기관의 필요성이 크게 증가하였기 때문이다. 특히 내연기관이 아닌 전기모터를 동력기관으로 사용하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 구동용 모터의 설계방향은 고전압화 및 고속화 방향으로 나아가는 추세이다. 고전압화 및 고속화 추세로 인해 모터에서 발생하는 다양한 손실 중 특히 영구자석에서 발생하는 와전류손실의 중요성이 증가하였다. 이로인해 영구자석 와전류손실에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존에 영구자석 와전류손실을 구하기 위해 사용되는 해석방법의 한계를 확인하고, 이러한 한계를 개선한 새로운 해석방법을 제시한다. 우선 전자기장 및 전자계 지배방정식에 대한 배경이론을 설명한다. 그 이후 전자계 지배방정식을 활용하여 기존의 3D 해석 대신, 두 번의 2D 해석을 진행하는 개선된 해석방법의 과정을 3단계로 나누어 상세히 설명한다. 마지막으로 기존 해석방법과 개선된 해석방법의 결과 비교를 진행한다. 개선된 해석방법은 기존 해석방법 대비 해석 시간은 크게 감소하였고 해석 정확도는 동등한 수준이라는 것을 확인한다.