Finite Element Modeling Method for SRM Design

SRMs are difficult to design using a simple mathematical model and, consequently, numerical analysis based characteristics analysis is used including drive circuits. In this process, it is necessary to analyze the trends according to the change of the design factors, however, many of the design factors affect each other. In order to shorten the design time and achieve a proper design, a modeling technique based on the design parameters is needed. For this purpose, this paper summarizes the formulas employed for shape modeling by minimizing the number of major design factors of the SRM, and proposes a methodology for SRM design using these formulas. In particular, we propose a design method for a 6/4-pole model, one which has been studied for a long time, and showed an example of a design produced by the proposed method.

SRM 설계를 위한 유한 요소 모델링 기법

SRM은 이중 돌극 구조의 전동기로 전기자만 존재하는 전동기이다. 동기기 혹은 유도기와 같이 전기자와 계자가 구분되는 전동기는 단순한 수학적 모델을 이용해 특성 해석이 비교적 용이한 반면 SRM의 경우는 단순한 수학적 모델을 적용하기 힘들며 이 때문에 특성 해석 및 설계가 상대적으로 어렵다. 통상 SRM의 설계는 구동 회로를 포함한 수치 해석 기반 특성 해석 결과를 기반으로 반복 수행을 통해 이루어진다. 이 과정에서 설계 인자의 변화에 따른 경향 분석이 필요하며 수많은 설계 인자들은 서로 영향을 미치게 된다. 설계 시간을 단축하고 정확한 설계를 위해서는 설계 주요 인자를 기반으로 한 모델링 기법이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 SRM의 주요 설계 인자의 수를 최소화 하여 형상 모델링을 할 수 있게 수식을 정리하였으며, 이를 이용해 SRM을 설계하기 위한 방법론을 제시하였다. 특히, 그동안 많이 연구 된 6/4극 모델에 대한 설계 기법을 제안하고 제안한 기법에 의한 설계의 예를 보였다.