• 제목/요약/키워드: Torque Optimization

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Spoke type 전동기의 최대토크와 최소토크리플을 위한 형상 최적 설계 (Optimum Shape Design of Spoke Type Motor for Maximum Torque and Minimum Torque Ripple)

  • 이진경;김영현;김홍석;이중호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.810-811
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    • 2015
  • In this paper, we investigate the optimization design for a spoke type motor with the characteristics of high torque density and high-efficiency. This motor has a high output per unit volume. In order to reduce noise and vibration caused by a high cogging torque, optimization design of the rotor and stator have been conducted using both Response surface method (RSM) and Finite elements method (FEM). In this paper, we show the potential for this motor to efficiently replace existing interior permanent magnet synchronous motors (IPMSM) in a wide range of industries.

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반응표면법을 이용한 집중권선 동기 릴럭턴스 전동기의 토크 리플 저감에 관한 최적설계 (Optimum Design on Reduction of Torque Ripple for a Synchronous Reluctance Motor with Concentrated Winding using Response Surface Methodology)

  • 박성준;이중호
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제55권2호
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    • pp.69-75
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    • 2006
  • This paper deals with the optimum design solution on reduction of torque ripple for a Synchronous Reluctance Motor with concentrated winding using response surface methodology. The coupled Finite Elements Analysis (FEA) & Preisach model have been used to evaluate the nonlinear solution. Comparisons are given with characteristics of a SynRM according to the stator winding, slot number, open width of slot, slot depth, teeth width variation in concentrated winding SynRM, respectively. This paper presents an optimization procedure using Response Surface Methodology (RSM) to determine design parameters for reducing torque ripple. RSM has been achieved to use the experimental design method in combination with finite Element Method (FEM) and well adapted to make analytical model for a complex problem considering a lot of interaction of design variables. Moreover, Sequential Quadratic Problem (SQP) method is used to solve the resulting of constrained nonlinear optimization problem.

스위치드 릴럭턴스 전동기의 다중목적함수의 최적화 방법 연구 (The Multi-objective Optimization of Switched Reluctance Motor)

  • 최재학;신현훈;임진재;이주;이중호;백수현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.118-120
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    • 2002
  • In this paper, a multi-object optimization based on a progressive quadratic response surface method (PQRSM) and a time stepping finite element method (FEM) is proposed. The new PQRSM and FEM are able to decide optimal geometric and electric variables of the switched reluctance motor (SRM) with two objective functions: torque ripple minimization and average torque maximization. The result of the optimum design for SRM show an improved performance of motor and a relationship between torque ripple and average torque.

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A Design Optimization of Asymmetric Air-gap Structure for Small 3-phase Permanent Magnet SPM BLDC Motor

  • Kam, Seung-Han;Jung, Tae-Uk
    • Journal of Magnetics
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    • 제20권1호
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    • pp.91-96
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    • 2015
  • As many researchers are relentlessly trying to improve the power generation schemes from the power grid, to meet the constantly increasing electricity demand. In this paper, the results of a finite element analysis are carried out to study on a design optimization of an asymmetric air-gap structure in 3-phase Permanent Magnet Brushless DC Motors. To achieve a high efficiency for a 3-phase PM BLDC motor, the asymmetric air-gap structure is proposed considering the rotation direction of a motor. Generally, a single-phase BLDC motor is applied asymmetric air-gap structure for starting. This is because the asymmetric air-gap structure causes reluctance variation so the motor can utilize reluctance torque toward a rotation direction. In this paper, the asymmetric air-gap is applied to 3-phase BLDC SPM motor so it utilizes reluctance torque with alignment torque. A proposed model is designed by 2-D FE analysis and the results are verified by experimental test.

브러시리스 직류전동기의 다목적 최적설계 (Multiobjective Design Optimization of Brushless DC Motor)

  • 전연도;약미진치;이주;오재응
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제53권5호
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    • pp.325-331
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    • 2004
  • The multiobjective optimization (MO) problem usually includes the conflicting objectives and the use of conventional optimization algorithms for MO problem does not so good approach to obtain an effective optimal solution. In this paper, genetic algorithm (GA) as an effective method is used to solve such MO problem of brushless DC motor (BLDCM). 3D equivalent magnetic circuit network (EMCN) method which enables us to reduce the computational burden is also used to consider the 3D structure of BLDCM. In order to effectively obtain a set of Pareto optimal solutions in MO problem, ranking method proposed by Fonseca is applied. The objective functions are decrease of cogging torque and increase of torque respectively. The airgap length, teeth width and magnetization angle of PM are selected for the design variables. The experimental results are also shown to confirm the validity of the optimization results.

속도-토오크 특성개선을 위한 회전자 슬롯 형상 최적화 (Rotor Slot Shape Optimization for the Improvement on Slip-Torque Characteristics)

  • 곽인구;이향범;박일한;한송엽
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.208-210
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    • 1994
  • In this paper, the design sensitivity evaluation based on the 2-dimensional finite clement discretization is presented for the voltage source and eddy current problem. And it is applied to the two shape design problems of the rotor slot of 3-phase squirrel cage induction motors. The first is to increase the starting torque while keeping the rated torque fixed. The other is only to increase the torque at the rated speed while keeping the starting torque fixed. As an optimization method, the Gradient Projection method is used to control casily the torques for various speeds of rotor. One fourth of rotor is analyzed by using a semi-periodic boundary condition. Because the shape of rotor slot has much influence on the slip torque characteristic, the 10 design parameters are taken on the interface between rotor core and rotor bar. The initial shape of rotor slot is the trapezoidal typo with rounding corners.

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HAI 제어기에 의한 SynRM 드라이브의 효율 최적화 제어 (Efficiency Optimization Control of SynRM Drive with HAI Controller)

  • 정동화;최정식;고재섭
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.98-106
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    • 2006
  • 본 논문은 동손과 철손을 최소화 하는 SynRM을 위하여 효율 최적화 알고리즘을 제시하였다. 속도 제어기의 설계는 퍼지제어와 신경회로망을 사용한 적응 퍼지-신경회로망(AFNN) 제어기에 기반을 두었다. 특정 토크는 d와 q축의 전류성분의 다양한 합성으로 얻을 수 있다. 효율최적화 제어는 정상상태에 일정한 동작점에서 최소 손실을 제공하는 d와 q축 전류 성분의 조합을 찾는다. 직접 조절되는 토크 발생은 효율최적화 제어 설계에 의하여 매우 잘 조절되어지는 전류 성분이다. 제시된 알고리즘은 속도변화와 양호한 토크제어를 위해 전자기적 손실을 허용한다. HAI 제어기의 제어성능은 다양한 동작상태 분석을 통하여 평가한다. 분석된 결과는 제시된 알고리즘의 타당성을 보여준다.

NVH 향상을 위한 엔진 설치 시스템 최적화 (Engine Mounting System Optimization for Improve NVH)

  • 김장수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.4665-4671
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    • 2013
  • 엔진 설치 시스템은 차량의 NVH 성능에 매우 중요한 시스템 이다. 차량의 NVH 성능은 공회전 진동(Idle Vibration), 엔진 쉐이크(Engine Shake) 시동 진동(Key ON/OFF Vibration), 변속 진동(Gear Shift Vibration) 등 다양한 이론이 존재한다. NVH 성능 개선을 위해 이러한 이론들에 대한 실제적 최적화가 필요하며, 특히 최적의 엔진 설치 위치와 강성을 찾아내는 것이 매우 중요하다. 또한 효과적인 NVH 성능 개선을 위하여 차량개발 프로세스 측면에서 제약조건과 한계가 있는 사후 조정보다는 개발 초기에 최적화가 필요하다. 본 논문에서는 엔진 설치 시스템 관련 여러 이론에 대한 최적화 해석과 파워 트레인의 엄격한 모드 분리와 토크롤축(Torque Roll Axis), 탄성롤축(Elastic Roll Axis) 사이의 각도를 최소화 하는 다양한 시뮬레이션 케이스(Simulation Case)와 FE-모드를 개발초기에 수행하여 다중 최적화 분석을 함으로서 최적의 엔진 설치 위치와 강성을 찾아내어 NVH 성능을 개선하였다.

개선된 다구찌 기법을 이용한 BLDC 전동기의 코깅 토크 저감을 위한 강건 최적설계 (Robust Design Optimization for Reducing Cogging Torque of a BLDC Motor through an Enhanced Taguchi Method)

  • 이창욱;김동욱;김동훈
    • 한국자기학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.160-164
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    • 2014
  • 본 논문에서는 설계변수의 불확실성을 고려한 BLDC 전동기의 코깅 토크 저감 설계를 수행하기 위하여 개선된 다구찌법을 이용한 효율적인 강건 최적설계 기법을 제안하였다. 일반적인 강건 최적설계 문제를 처리할 때 발생하는 기존 다구찌법의 단점을 해결하기 위하여, 벌칙함수와 최적수준 탐색기법이 새로이 도입되었다. 제안된 설계기법의 타당성을 검증하기 위하여 5 kW, 정격속도 2,300 rpm, 정격 토크 20 Nm의 전기자동차 구동용 BLDC 전동기의 코깅 토크 저감을 위한 강건 설계가 수행되었다. 또한 도출된 설계결과를 코깅 토크, 정격 토크 및 토크 리플에 대해 개념설계와 결정론적 최적설계 된 전동기들의 결과와 비교하였다.

Dynamic control of redundant manipulators based on stbility condition

  • Chung, W.J.;Chung, W.K.;Youm, Y.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.902-907
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    • 1993
  • An efficient dynamic control algorithm that outperforms existing local torque optimization techniques for redundant manipulators is presented. The method resolves redundancy at the acceleration level. In this method, a systematic switching technique as a trade-off means between local torque optimization and global stability is proposed based on the stability condition proposed by Maciejewski [1]. Comparative simulations on a three-link planar arm show the effectiveness of the proposed method.

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