A Study on Reducing Cogging Torque by Core Shapes in Permanent Magnet Motors

As a high energy permanent magnet is commonly applied to motors so that small motors have high power capacities, it is also necessary to reduce a cogging torque which causes a noise and vibration in permanent magnet motors. The patterns of cogging torque in permanent magnet motors depend on the magnetic field distributions, so it is possible to reduce a cogging torque by designing a core shapes optimally. But it is known that an optimum design algorithm for reduction of cogging torques is too complicated and the process to get an optimized core shape is time consuming task. In this paper, new simplified core shapes are suggested to reduce a design parameters so that the core shapes to reduce a cogging torques could be obtained with simple computations. The result shows that the cogging torques of permanent magnet motors with this simplified core shapes could be reduced effectively without any loss of average torques.

영구자석 전동기의 코어 형상에 따른 코깅 토크 저감에 관한 연구

근래 첨단 전동기 개발에 고성능 영구자석이 적용됨에 따라 소형 전동기의 고출력화가 가능해진 반면 전동기의 진동과 소음이 커져 그 원인이 되는 코깅 토크에 대한 연구가 필요하게 되었다. 영구자석 전동기의 코깅토크는 영구자석에 의한 자계의 분포에 기인하게 되는데, 전동기의 자계 분포는 코어의 형상에 기인하므로 코어의 형상을 적절하게 설계함으로써 코깅토크를 저감시킬수 있다. 본 논문에서는 영구자석 전동기의 코깅토크를 저감하기 위한 기존의 sub-slot 법을 개선하여 보다 단순화 한 형상으로 코어의 설계변수를 대폭 줄임으로 효과적으로 코깅토크를 저감할 수 있는 기법을 제안하고 이를 영구자석 전동기에 적용하여 기존의 대표적인 sub-slot 법과 비교하고 그 성능을 검증하였다.