Two-stage Optimal Design of PMSM for Dual Operating Points Using Practical Winding Turns Estimation and Global Sensitivity Analysis

초록

축 방향 길이가 짧고 반경 방향 길이가 큰 박형 모터는 단부 효과로 인해 2D 및 3D FEA 결과 간의 상당한 차이를 보일 수있다. 정밀한 파라미터 계산을 위해서는 3D FEA가 필수적이지만, 높은 계산 비용으로 인해 최적화가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 해석 비용 저감을 위한 3가지의 방안을 제안한다. 이중 동작점을 가지는 모터의 해석 조건을 고려하여 최적화 단계에 따라 목표 성능을 구분하여 설계 비용을 감소시킨다. 또한 실제적인 권선 턴 수 추정 및 전역 민감도 해석(GSA)을 활용하여 실험점의 감소와 설계 변수를 감소시켜 효율적인 2단계 최적화를 수행하여 FEA 계산 비용을 최소화한다. 제안된 방법을 통해 최적 설계 비용을 크게 절감할 수 있다.

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