토크리플 저감을 위한 매입형 영구자석 모터 고정자와 회전자의 레벨셋기반 형상최적설계

국문 초록 (Abstract)

매입형 영구자석 모터는 다른 방식의 모터들에 비해 크기 대비 토크 밀도가 크기 때문에 다양한 분야에 적용되고 있으나 토크리플이 큰 단점으로 모터 소음과 진동 문제의 원인이 될 수 있다. 토크리플 발생에 모터의 형상이 많은 영향을 미치므로 명확한 경계 표현이 가능한 레벨셋기반 형상최적설계 방법을 이용하여 토크리플 저감을 위한 고정자와 회전자의 구조최적설계를 수행하였다. 목적함수에 목표 평균 토크를 도입하여 모터의 평균 작동 토크를 유지하면서 토크리플만을 저감하였으며, 부피 제한조건을 사용하여 경량화 설계가 가능하도록 하였다. 하이브리드 자동차의 구동용 모터 설계에 적용하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

IPM (Interior Permanent Magnet) Motor is widely used for many industrial applications and has relatively high torque ripple generated by reluctance torque which results in noise and vibration. Since the configuration of the motor has great impact on reluctance torque, the level set based shape optimization where the precise boundary shape is required to obtain weight reduction and high performance is applied to the structural design of the stator and the rotor in [PM motor. To formulate the optimization problem the objective function is set to minimize torque ripples by handling torque values at given rotor angles to become the constant target average torque value under the specified volume fraction within the design domain. The proposed method is applied to obtain the optimal configuration design 01' it traction motor of hybrid electric vehicle.