동특성 향상을 위한 매입형 영구자석 전동기의 회전자 형상 설계

일반적으로 BLDC 모터는 고효율 고토크의 특성을 가지고, 넓은 속도 범위에 걸쳐 높은 효율을 유지 하고 제어가 용이하므로 널리 사용 되고 있다. 이러한 BLDC 모터는 구동 원리에 의해서 역기전력의 파형이 구형파를 가지는 것이 유리하다. 또한 BLAC 모터는 효율, 역률, 전력밀도 및 토크 밀도가 높은 장점을 가지고 정현파 역기전력을 요구 한다. 매입형 영구자석형 동기전동기 중 할박 구조로 인해서 자속을 집중 시키는 Spoke type 모터의 회전자 표면은 철심으로 이루어져 있기 때문에 회전자 표면의 형상을 Arc설계를 통해서 형상 최적화가 가능하다. 회전자 표면의 Arc 설계를 통해서 공극의 자속밀도 분포의 변화를 줄 수 있어 BLDC 구동 시 요구하는 구형파 역기저력 파형과 BLAC 구동 시 요구되는 정현파 역기저력 파형을 Arc 설계 각도에 따라 다르게 발생 시킬 수 있다. 이를 통해서 역기전력을 형태를 구형파와 정현파 형태를 가지도록 설계하여 BLDC와 BLAC 구동 시에 성능을 FEA를 통해서 비교 평가 하여, 구동 방식에 따른 Spoke type IPM 모터의 형상 설계방법을 제시한다.