The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers (전기학회논문지)

The Korean Institute of Electrical Engineers (대한전기학회)
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Optimal Design of Interior PM Synchronous Machines Using Randomly-Guided Mesh Adaptive Direct Search Algorithms

RG-MADS를 적용한 매입형 영구자석 동기전동기의 최적설계

  • 김광덕 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 이동수 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 정상용 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 김종욱 (동아대학교 전자공학과) ;
  • 이철균 (동의대학교 전기공학과)
  • Received : 2011.12.19
  • Accepted : 2012.01.10
  • Published : 2012.02.01
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Abstract

Newly proposed RG-MADS (Randomly Guided Mesh Adaptive Direct Search) has been applied to the optimal design of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) which has the distinctive features of magnetic saturation. RG-MADS, advanced from classical MADS algorithm, has the superiority in computational time and reliable convergence accuracy to the optimal solution, thus it is appropriate to the optimal design of IPMSM coupled with time-consuming Finite Element Analysis (FEA), necessary to the nonlinear magnetic application for better accuracy. Effectiveness of RG-MADS has been verified through the well-known benchmark-functions beforehand. In addition, the proposed RG-MADS has been applied to the optimal design of IPMSM aiming at maximizing the Maximum Torque Per Ampere (MTPA), which is regarded as representative design goal of IPMSM.

Keywords

References

  1. 장익상, 김원호, 진창성, 이주, "매입형 영구자석 동기전동기의 회전자 극수에 따른 운전영역 및 특성 파라미터 분석", 한국철도학회 춘계학술대회논문집 pp. 1402-1408, 2010.
  2. 이규상, 임희성, 신수철, 박종민, 이택기, 원충연, "IPMSM을 이용한 FCEV 구동 시스템", 전력전자학회 추계학술대회 논문집, pp. 257-258, 2010.
  3. Ohnishi, T.; Takahashi, N.; "Optimal design of efficient IPM motor using finite element method," IEEETrans. Magnetics, Vol.36, no.5, pp. 3537-3539, 2000. https://doi.org/10.1109/20.908891
  4. Dong-Hyeok Cho, Jae-Kwang Kim, Hyun-Kyo Jung, Cheol-Gyun Lee "Optimal design of permanent-magnet motor using autotuning niching genetic algorithm," IEEE Trans. Magnetics, vol.39, no.3, pp.1265, May. 2003. https://doi.org/10.1109/TMAG.2003.810196
  5. Sung-Il Kim, Ji-Young Lee, Young-Kyoun Kim, Jung-Pyo Hong, Hur, Y., Yeon-Hwan Jung, "Optimization for reduction of torque ripple in interior permanent magnet motor by using the Taguchi method," IEEE Trans. Magnetics, Vol.41, no.5, pp. 1796-1799, 2005. https://doi.org/10.1109/TMAG.2005.846478
  6. 박지성, 정호창, 이철균, 김종욱, 정상용, "전기기기 최적설계용 미미틱 알고리즘에 관한 연구" 대한전기학회 추계학술대회 논문집, pp. 12-14, 2008.
  7. 김봉주, 유용민, 권병일, "영구자석의 부분감자를 고려한 매입형 영구자석형 동기전동기 최적설계", 대한전기학회 추계학술대회 논문집, pp. 285-287, 2010.
  8. C. Audet, J. E. Dennis JR, "Mesh Adaptive DirectSearch Algorithms for Constrained Optimization," SIAMJ. Optim., vol. 17, no. 1, pp. 188-217, 2006. https://doi.org/10.1137/040603371
  9. H.Yoshida, K.Kawata, F.Yoshikazu, "A Particle Swarm Optimization for Reactive Power and Voltage Control Considering Voltage Security Assessment", IEEE Trans. on Power System, vol.15, no.4, pp:1232-1239, 2000. https://doi.org/10.1109/59.898095
  10. 우동균, 곽상엽, 서장호, 정현교, "다층 매입형 영구자석 전동기의 리플현상을 고려한 d, q축 쇄교자속 계산", 대한전기학회 하계학술대회 논문집, pp.776-777, 2008.
  11. 김민석, 박지성, 김대광, 김정철, 정상용, "차세대 전동차용 직접 구동용 매입형 영구자석 동기전동기의 특성 고찰", 한국철도학회 논문집 제 11권 제 4호, pp. 398-403, 2008.
  12. 긴강환, 이두희, 김성제, 장진영, 김윤호, "IPMSM이 적용된 차세대 고속전철 시스템의 약계자 제어", 전기학회논문지 P, 제 59P권 제4호 2010.12, pp.351-357.
  13. 강규홍, 이주민, 홍정표, 김규탁, 박정우, 김종무, "매입형 영구자석 동기전동기의 돌극성을 고려한 인덕턴스 산정 및 토크특성 해석", 대한전기학회 하계학술대회 논문집 pp. 167-169, 1997.
  14. Virginia Torczon, "On the convergence of pattern search algorithms" SIAM J. OPTIM, vol. 7, No. 1, pp. 1-25, 1997 https://doi.org/10.1137/S1052623493250780
  15. S. -Y. Jung, "Numerical identification of D and Q axis parameters for multi-layer buried PM synchronous motor considering cross-magnetization," in Proc. ICEMS. no. 147, pp. 729-735, 2007.