견인전동기용 IPM 타입 마그네틱 기어드 동기전동기의 토크리플 저감 연구

초록

본 논문은 마그네틱 기어드 동기전동기(MagneticGeared Permanent Magnet Synchronous Motor, MG-PMSM)의 토크리플 저감에 관한 연구이다. MG-PMSM은 마그네틱 기어와 영구자석형 동기전동기(PMSM)를 일체형으로 결합한 시스템으로, 외측 회전자(폴피스)와 내측 회전자가 각기 다른 속도로회전하는 이중 회전자 구조를 가지고 있다. 이 때 폴피스는 공간고조파를 변조함으로써 기어비를 발생시키는데, 이로 인해 타전동기에 비해 토크리플이 크게 발생하며 소음 및 진동 문제를야기할 수 있다. 또한, 넓은 운전영역과 높은 토크가 요구되는 견인시스템에서는 매입형 영구자석(Interior Permanent Magnet,IPM) 타입의 동기전동기가 유리하지만, 릴럭턴스 토크에 의한토크리플이 추가적으로 발생하여 비교적 큰 걸림돌이 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 IPM 타입의 MG-PMSM 토크리플 저감을 위해 리플 계수에 따른 극수-폴피스 수 최적 조합을 찾고,반응표면분석법(Response Surface Design, RSM)을 통하여 최종모델을 도출하였다.