Topology and Parametric Two-Stage Optimization Design Process of Rotor Notches to Minimize Cogging Torque

초록

전기차 및 전동화 기술의 확산으로 고속 및 고전압 영구자석 동기 전동기에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있다.고속 운전 조건에서는 진동 및 소음을 유발하는 토크 리플이 주요한 성능 문제로 작용하며, 이 중 코깅 토크는 대표적인원인 중 하나이다. 스큐, 자석 형상 변경, 슬롯 개구부 수정과 같은 기존의 코깅 토크 저감 기법들은 제조성 저하 또는토크 성능 감소를 수반해야 한다. 본 논문에서는 토크 성능 저하를 최소화하면서 코깅 토크를 줄이기 위한 2단계 회전자노치 최적화 기법을 제안한다. 첫 단계에서는 위상 최적화를 통해 사전에 정의된 영역 내에서 효과적인 노치 형상을 도출하고, 다음 단계에서는 파라매트릭 최적화를 수행한다. 제안된 방법은 기준 모델 및 기존 파라메트릭 최적화 기법과의비교를 통해 검증되었으며, 정격 토크 성능과 기계 강성 제약 조건을 만족하면서도 우수한 코깅 토크 저감 효과를 달성함을 확인하였다.

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