Electrical Energy Conversion Lab

Research

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Design Technology

모터 해석 자동화 프로그램

구동 모터 형상 구현 자동화, 데이터 후처리를 통한 전자계 성능 및 특성 도출 자동화 프로세스 구축을 위해 상용 S/W Script 기반 모터 특성해석 자동화 프로그램을 개발하고 있습니다. 더 나아가 유한요소해석 소요 시간 저감을 통해 복잡한 모터 요구사양에 대응이 가능한 자동화 프로그램과 최적화 알고리즘 연동 설계 플랫폼을 구축하고 있습니다.

  • 모터 해석 자동화 프로세스

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  • 자동화 프로그램 / 최적화 연동 설계

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구동 모터 개념 해석 기법

자기등가회로 해석 기법 (Magnetic Equivalent Circuit, MEC)

설계 초기 단계에서 유한요소해석 보다 빠르게 해석을 수행하기 위해 구동모터를 집중정수 기반의 회로로 모델링하는 자기등가회로 해석 기법을 연구하고 있습니다.
더 나아가 누설 자속, 슬롯 효과, 자기 포화 현상 등을 고려한 비선형 자기등가회로 해석을 수행하고 있습니다.

One-Step / Quasi-3D 해석 기법

토크 및 단자 전압의 경향을 보다 빠르게 확인하기 위해서 1개 step의 3상 쇄교자속을 이용하는 One-Step 해석 기법을 연구하고 있습니다.
또한, 기존의 3D 유한요소해석 시간이 오래 걸리는 문제를 보완하고자 다수의 2D 유한요소로 분할하여 해석하는 Quasi-3D 해석 기법을 연구하고 있습니다.

  • 구동 모터 자기등가회로 모델링

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  • 비선형 해석 순서도 및 자기등가회로 해석 결과

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  • One – Step 해석 기법

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  • Quasi – 3D 해석 기법

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모터 융복합 해석 기법

열 해석

모터 파트별 온도 해석을 통해 열적 안정성을 고려한 전자계 – 열계 융복합 해석을 연구하고 있습니다.
부품별 치수와 열 전도도를 고려한 열저항, 열원(전자계 손실) 및 열용량 등을 집중정수로 모델링하여 열 등가회로 구성과 모터 파트별 온도 해석을 수행하고 있습니다.

구조 해석

고속 회전 시, 회전자의 원심력으로 인해 강판의 변형 및 파손을 유발하는 응력이 발생합니다.
응력 및 전자계 해석을 통해 기구적 안정성과 전자계 특성을 고려한 회전자 형상 설계를 수행하고 있습니다.

감자 해석

모터 구동 온도 및 부하 조건에 따라서 영구자석은 자성을 잃는 불가역 감자 현상이 발생합니다.
구동 모터 설계 시, 감자 해석을 통해 불가역 감자 현상 발생 여부 확인과 회피 설계를 수행하고 있습니다.

인버터 연동 해석

인버터는 모터에 직접적으로 영향을 주는 부품으로 인버터 해석 모델을 구축하여 모터 해석을 연구하고 있습니다.
인버터 해석 모델 기반으로 스위칭 고조파가 반영된 실전류를 추출 및 정밀 손실 해석을 수행하고 있습니다.

  • 구동 모터 열 해석

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  • 구동 모터 회전자 응력 해석

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  • 구동 모터 영구자석 감자 해석

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  • 인버터 모터 연동 해석

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구동모터 소재 및 제작 관련 기술

방향성 강판

자속의 경로가 직선적인 변압기에만 주로 적용되던 방향성 강판을 전동기 설계에 적용하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.
방향성 강판 적용시, 특정 포화 영역에서의 토크 증대와 낮은 주파수 영역에서 철손 저감 효과를 분석하고 있습니다.

헤어핀 권선 / AC 동손 해석

점적율 증대에 우수한 평각동선을 이용하는 헤어핀 권선법을 적용한 설계를 수행하고 있습니다.
또한, 표피 효과, 근접 효과, 누설 자계로 인해 발생하는 교류저항에 의한 손실인 AC 동손을 고려하여 정밀 효율 계산을 수행하고 있습니다.

  • 방향성 강판 적용 연구 사례

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  • 방향성 강판 적용 효과

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  • 헤어핀 권선

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  • AC 동손 해석

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