• 한국철도학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.99-103
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• 2013

본 논문에서는 철도차량 추진용 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)의 운전 중 열 발생 특성 분석을 위한 열해석 기법 연구를 수행하였다. IPMSM의 구동 중에 권선, 코어, 영구자석에서 발생되는 과도한 열은 IPMSM의 장시간 연속운전을 어렵게 만들기 때문에, IPMSM에서 발생된 열의 효율적인 냉각이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 IPMSM의 냉각장치 적용을 위한 선행 연구로써 IPMSM 의 열 발생 특성 분석을 위하여 IPMSM의 각 구성품에 대한 열전달 계수를 도출하고, 열 등가회로를 구성하여 열해석을 수행하는 열해석 기법 연구를 수행하였다. 또한 IPMSM 실 모델의 열 실험 데이터와의 비교를 통한 열해석 기법의 유효성 검증을 수행하였다.

• 전기학회논문지
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• 제67권8호
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• pp.1040-1046
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• 2018

The Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM) has various advantages. However, new types of research have been carried out because of rising prices of materials for rare earth magnets used in PMSM and also unstable supply. In this paper, we propose Consequent Pole(CP) type IPMSM for magnet reduction. The shape of CP type IPMSM stator was same with Basic model IPMSM. The design of the rotor shape was proceeded that CP type IPMSM achieved the same output as the basic model IPMSM. Finally, the selected model and IPMSM were compared and discussed.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.845-850
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• 2021

본 연구에서는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle) 파워트레인의 에너지 변환 특성과 설계를 수행하였다. 그리고 EV 파워트레인의 동력원으로서 영구자석 매입형 동기 모터(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)를 대상으로 하였으며 제어를 수행하였다. IPMSM을 구동하기 위해서는 두 가지 영역인 일정한 토크와 일정한 출력(약계자) 영역이 사용되며, IPMSM을 위한 제어 시스템의 설계는 d-q 레퍼런스 프레임(벡터 제어)을 바탕으로 구성하였다. IPMSM의 두 영역에서 나타나는 모터 토크의 정적 특성을 결정하기 위해 IPMSM의 토크제어 시스템과 d축 전류 제어 시스템을 제안 및 구현하였다. 특성해석을 위해서 Matlab-Simulink 소프트웨어를 사용하였다. 최종적으로 실제 차량 사양을 기준으로 EV 차량 레벨 조건으로 변경하여 파워트레인 모델에 IPMSM을 적용하였으며 제안된 제어 시스템의 시뮬레이션 결과를 수행했고 특성을 분석하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.221-229
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• 2003

IPMSM은 고효율, 고성능으로 전동기로서 전기 자동차의 적용분야에 적용되고 있다. 본 논문에서는 전기자동차의 구동을 위하여 PMSM의 약계자 영역에서 최대 토크제어를 제시한다. 최대 토크동작을 위하여 최적 d축 전류를 결정하고 이 전류를 각 제어모드에서 사용한다. 최대 토크를 발생하기 위하여 전류 조절기의 출력인 인버터의 출력 전압은 DC 링크전압을 최대로 이용한다. 제안한 IPMSM 최대 토크제어의 특성을 제시하고 타당성을 입증한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.975-982
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• 2024

본 논문은 30kW급 EV 견인용 IPMSM의 효율 개선과 토크 리플의 저감을 위해 회전자 노치의 형상을 최적 설계하였다. 토크 리플을 개선하기 위해 IPMSM의 회전자에 노치를 적용하고 최적 설계를 수행하였다. IPMSM의 회전자에 타원형, 사각형, 삼각형의 노치를 적용하고 OLHD를 사용해 지정한 설계 범위 내에서 IPMSM의 샘플 포인트를 생성하였다. 3가지 방식의 노치마다 샘플 포인트는 50개를 생성하였고, 5가지의 메타모델을 생성하였다. 생성한 메타모델 중 RMSE가 가장 낮은 모델을 선정하고, 이를 이용해 매개변수 민감도 분석 및 최적 설계를 수행한다. 최적 설계의 결과를 FEA로 검증하고 기존 IPMSM의 토크 특성과 비교한다. 결과적으로, 초기 모델 대비 토크 리플은 62.5% 감소한 1.376Nm, 코깅 토크의 peak to peak은 34% 감소한 0.547Nm를 나타냈으며, 효율은 96.742%를 나타냈다.

• 전기학회논문지P
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• 제56권2호
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• pp.74-82
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• 2007

Interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) has become a popular choice in electric vehicle applications, due to their excellent power to weight ratio. This paper proposes efficiency optimization control of IPMSM drive using adaptive fuzzy learning control fuzzy neural network (AFLC-FNN) controller. In order to maximize the efficiency in such applications, this paper proposes the optimal control method of the armature current. The controllable electrical loss which consists of the copper loss and the iron loss can be minimized by the optimal control of the armature current. The minimization of loss is possible to realize efficiency optimization control for the proposed IPMSM. The optimal current can be decided according to the operating speed and the load conditions. This paper considers the design and implementation of novel technique of high performance speed control for IPMSM using AFLC-FNN controller. Also, this paper proposes speed control of IPMSM using AFLC-FNN and estimation of speed using ANN controller. The back propagation neural network technique is used to provide a real time adaptive estimation of the motor speed. The proposed control algorithm is applied to IPMSM drive system controlled AFLC-FNN controller, the operating characteristics controlled by efficiency optimization control are examined in detail.

• 전기학회논문지
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• 제62권7호
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• pp.1038-1044
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• 2013

A research on thermal analysis method is conducted for the characterization of heat generation during operation of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor(IPMSM) for Light Railway Transits(LRT) in this paper. Efficient cooling of the heat generated in the IPMSM is important because the excessive heat generated from the winding, core and permanent magnet makes it harder for a long time continuous operation of IPMSM. Therefore, in order to analyze the heat generation characteristics of the 110kW-class IPMSM as advanced research for application the IPMSM to the cooling device, the heat transfer coefficients for each component of the 110 kW-class IPMSM were derived and the thermal equivalent network was configured to perform the thermal analysis in this study. Finally, the 110kW-class IPMSM prototype is made and a comparative verification between the test data and the thermal analysis results through its various performance tests are carried out.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.32-43
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• 2007

IPMSM은 하중에 비하여 고출력으로 인하여 전기자동차에 널리 보급되고 있다. 본 논문은 적응 학습 퍼지-신경회로망과 ANN을 이용한 IPMSM드라이브의 최대토크 제어를 제시한다. 이러한 제어 방법은 인버터의 정격전류 및 전압값의 범위를 고려한 전속도 영역에 적용 된다. 본 논문은 적응학습 퍼지-신경회로망을 이용하여 IPMSM의 속도제어와 ANN을 이용하여 속도를 추정을 제시한다. 신경회로망의 역전파 알고리즘은 전동기 속도의 실시간 추정을 제시하는데 사용된다. 제시된 제어 알고리즘은 적응학습 퍼지-신경회로망과 ANN 제어기를 IPMSM 드라이브에 적용된다. 최대토크에 의해 제어된 동작 특성은 세부적으로 실험한다. 또한 본 논문은 적응 학습 퍼지 신경회로망과 ANN의 효과를 결과 분석을 통해 제시한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.427-435
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• 2016

본 논문은 트램-트레인 추진용 130kW급 IPMSM 설계에 관한 연구이다. 트램-트레인은 속도 가변 영역이 넓은 특성을 가지고 있다. 그러한 이유로 넓은 속도 가변 특성을 갖는 IPMSM으로 트램-트레인 추진용 전동기로 제안하고, 요구 견인력에 적합한 기초 모델을 설계하였다. IPMSM은 회전자의 형상에 따라 전자기적 특성 및 구조 특성이 상이하게 된다. 따라서 추가적으로 영구자석을 분할하여 Bridge를 추가한 형상으로 변경한 제안 모델도 설계하였다. 기초 모델과 제안 모델을 유한요소해석을 통해 부하 특성 및 구조 특성을 분석하여 최종적으로 트램-트레인 추진용 IPMSM에 만족하는 모델을 도출하였다.

• 전기학회논문지
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• 제61권10호
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• pp.1420-1425
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• 2012

Nowadays, Interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) which having high power density is much used for the vehicles. However, IPMSM causes a lot of losses because of high-speed driving and high current density, and temperature rising by iron loss and copper loss could reduce torque characteristics and durability of IPMSM. Therefore, analysis about thermal characteristics of IPMSM is required at design stage. In this paper, temperature characteristics according to current vector control method were analyzed through calculate thermal equivalent circuit. And calculated results were verified through comparing with the experiments.