• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.24 no.6
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• pp.123-130
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• 2010

In general, a design method based on the equivalent magnetic circuit has been used for basic design of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor(IPMSM). However, the equivalent magnetic circuit method has difficulty in considering the arrangement of PM. IPMSM has high degree of freedom for PM rotor design. In this paper, we proposed the multiobjective optimal design method considering the arrangement of PM for the double-layer PM rotor structure that minimizes the torque ripple as well as maximizes the torque of IPMSM. The design variables of double-layer PM rotor structure are obtained from the Response Surface Method. Torque and torque ripple were calculated by Finite Element Method.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.82-83
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• 2013

친환경 차량에 대한 관심이 급증함에 따라 고효율 운전이 가능한 하이브리드 전기자동차(이하 HEV)에 대한 관심이 급증하고 있다. HEV에는 효율이 높고 단위 체적당 토크가 큰 고성능 전동기가 적용되고 있으며 자동차에 적용되는 특수성으로 인해 고속영역에서의 안정된 출력 특성이 요구되고 있다. 회전계자부에 권선을 적용한 계자권선형 동기전동기는 영구자석형 전동기에 비해 효율이 다소 감소하는 단점이 있으나, 공극 자속을 임의로 제어할 수 있기 때문에 저속영역부터 10,000rpm 이상의 고속영역까지 탁월한 가변속 능력을 발휘하는 장점이 있으며, 저용량 HEV에 매우 적합한 특성을 지니고 있다. 그러나, 일반적인 영구자석형 동기전동기와는 다르게 d,q축 전류 뿐만 아니라 자속성분 전류까지 제어 대상에 포함되므로 제어계가 복잡해지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 HEV용 계자 권선형 동기전동기의 단위 전류당 최대토크 제어(MTPA)에 대하여 연구를 진행하였으며, 전압-전압제한 하에서 이론적으로 발생 가능한 최대토크 능력 커브를 기반으로 실제 시스템에서 쉽게 구현할 수 있는 약계자 제어 알고리즘을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.420-421
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• 2018

본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)를 위한 센서리스 제어방법을 실험을 통해 검증하고자 한다. 동기전동기의 벡터제어를 위하여 엔코더나 레졸버를 이용하면 비용이 증가할 뿐만 아니라 유지 보수가 필요하기 때문에 동기전동기의 센서리스 모터제어 기법이 요구되고 있다. 또한, 동기전동기의 센서리스 모터 제어를 위해서는 정확한 회전자의 위치와 속도가 필요하므로 본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 수학적 모델을 통하여 위치와 속도를 추정한다. 회전 중 발생하는 역기전력을 통해 추정 위치 오차를 얻으며, 추정 오차가 0이 되도록 추정기를 구성하여 이를 실험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.11a
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• pp.67-69
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• 2017

본 논문에서는 철도차량용 매입형 영구자석 동기전동기의 저속영역에서 구동을 위해 센서리스 제어 기법을 적용하였다. 저속영역에서 센서리스 제어는 회전하는 전동기에 연속적인 고주파 신호를 인가하고 그 신호에 대한 응답을 이용한다. 매입형 영구자석 동기전동기의 회전자 인덕턴스 변화와 자기적 돌극성을 이용하므로 특정 전동기에 대해 우수한 성능을 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 동기좌표계 d축 전압에 정현파 신호와 구형파 신호를 주입하여 두 방식에 대한 결과를 시뮬레이션을 통해 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.969-970
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• 2011

본 논문은 표면부착형 영구자석 동기전동기(Surfacemounted Permanent Magnet Synchronous Motor)의 영구자석 offset의 변화와 노치(notch)의 적용에 따른 코깅토크 저감 특성을 분석하고, 중심합성계획법(Central Composite Design)을 이용한 최적 모델 설계에 대한 연구이다. 영구자석 offset만 적용한 모델의 경우 코깅토크의 피크-피크값은 95%로 크게 저감되었지만 정격전류 인가시 평균토크의 감소율이 12.3%로 출력 손실이 크기 때문에 최적 설계를 통해 추가적으로 노치를 적용하고 영구자석 Offset을 조절함으로써 코깅토크 저감율을 96.5%로 개선시킬 수 있었고, 평균토크의 감소율은 7.7%로 영구자석 offset만 적용한 모델보다 평균토크의 감소량이 작아진 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.106-107
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• 2014

본 논문에서는 장거리/정밀 이송장치의 추진시스템 동작을 위한 새로운 구조의 영구자석선형동기전동기 및 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 선형전동기의 이동자는 영구자석을 사용하였으며, 고정자는 각각 독립된 구조를 갖는 집중권선 방식의 코일로 구성되어 있다. 다수의 독립적인 코일 구동을 위하여 아날로그 전류증폭기를 사용하여 전류제어기를 제작하였다. 또한 성능파악을 위해 영구자석선형동기전동기의 축소형 프로토 타입을 제작하였고 실험결과를 통해 제안된 영구자석선형동기전동기의 장거리/정밀 이송장치로서의 적합성을 증명하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.10
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• pp.6270-6275
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• 2014

The paper reports an improvement method on torque ripples of multi-pole interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) applied to a traction motor for hybrid electric vehicles. In the case of multi-pole IPMSM, the magnetic flux generated by a permanent magnet tends to leak through the bridge of the rotor without a link with stator windings. The slit design on the rotor surface was proposed to reduce torque rippling and increase the output power by reducing the leakage flux. Two design parameters for the slit are suggested for optimal design using the response surface method. As an analysis method, the 2D finite element method (FEM) was applied to consider magnetic saturation effect.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.810_811
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• 2009

본 논문에서는 하이브리드 전기자동차 구동에 적용되는 비선형 자기포화특성이 두드러진 매입형 영구자석 동기전동기의 돌극비에 따른 특성해석에 대해 나타낸다. 영구자석의 층수에 따라 달라지는 돌극비 특성을 구하기 위해 고정자, 회전자 형상 및 재질 등을 동일하게 두고 유한요소해석을 통해 자계해석을 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.403-404
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• 2020

본 논문에서는 단일 2-level 3-leg 전압형 인버터를 사용하여 직렬 연결된 3상 및 단상 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)를 가변속 운전하는 기법을 제안한다. 일반적으로 두 영구자석 동기전동기를 독립적으로 가변속 운전하기 위해서는 각각의 인버터가 필요하지만, 본 논문은 옵셋(Offset) 전압을 사용한 전압 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 인버터를 제어하여 단일 인버터를 사용한 3상 및 단상 전동기 동시 운전이 가능하다. 제안된 방식은 전력용 반도체 소자 수를 줄여 전동기 구동시스템의 가격을 절감시킬 수 있으며, PLECS 시뮬레이션을 통하여 제안된 토폴로지의 유효성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1312-1314
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• 2005

본 논문은 엘리베이터용 표면 부착형 영구자석 동기전동기의 특성해석에 관해 연구한 결과이다. 영구자석으로는 높은 보자력과 잔류자속을 갖는 희토류 자석을 사용하였으며 전동기의 축 길이를 작게 설계한 영구자석 박형 엘리베이터용 전동기다. 본 전동기의 해석을 위해 유한요소해석 S/W인 Flux-2d를 사용하였으며 해석 결과와 실험 결과를 비교 분석하였다.