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RSM을 이용한 대용량 BLDC 전동기의 영구자석의 최적화 연구
김한들(Han-Deul Kim),신판석(Pan-Seok Shin),박관수(GwanSoo Park),김동석(Dong-Sok Kim) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.4
대용량 BLDC 모터의 진동 및 소음의 원인인은 영구자석과 슬롯 개구부 형상에 의한 코깅토크와 전류 파형에 의하여 발생하게 된다. 특히 대용량 BLDC의 경우 코깅토크에 의한 진동 및 소음의 영향이 상대적으로 큰 값을 가지게 된다. 따라서 코깅토크 발생원인 중 하나인 영구자석의 형상에 RSM(Response Surface Method) 최적화 이론을 적용하여 코깅토크 저감을 연구하였다. FEM과 RSM을 결합하여 영구자석의 형상을 최적화한 결과 코깅토크의 ripple이 25%이상 감소되었다.
저전압용 BLDC 전동기의 소비전류 및 토크리플 최소화 연구
김한들(Han-Deul Kim),신판석(Pan Seok Shin) 대한전기학회 2017 전기학회논문지 Vol.66 No.12
This paper presents a numerical optimization technique to reduce input current and torque ripple of the low voltage BLDC motor using core, coil and switching angle optimization. The optimization technique is employed using the generalized response surface method(RSM) and sampling minimization technique with FEM. A 50W 24V BLDC motor is used to verify the proposed algorithm. As optimizing results, the input current is reduced from 2.46 to 2.11[A], and the input power is reduced from 59 [W] to 51 [W] at the speed of 1000 [rpm]. Also, applied the same optimization algorithm, the torque ripple is reduced about 7.4 %. It is confirmed that the proposed technique is a reasonably useful tool to reduce the consuming current and torque ripple of the low voltage BLDC motor for a compact and efficient design.
최적화기법을 이용한 대용량 영구자석 전동기의 코깅토크 저감 연구
김한들(Han-Deul Kim),신판석(Pan-Seok Shin),고창섭(Chang-Seop Koh),박관수(Gwan-Soo Park) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
대용량 BLDC 모터의 진동과 소음의 원인은 영구자석과 슬롯 형상에 의한 코깅토크와 전류 파형에 의한 고주파이다. 특히 대용량 BLDC의 경우 코깅토크에 의한 진동 및 소음의 영향이 상대적으로 큰 값을 가지게 되며, 본 연구는 5㎿급 연구자석형 전동기에서 코깅토크 발생원인 중 하나인 영구자석의 형상을 최적화하기 위하여 RSM(Response Surface Method)과 민감도기법을 적용하여 코깅토크 저감을 위한 연구를 하였다. FEM에 의해서 자속밀도분포와 토크를 계산하고, 1개의 목적함수와 3개의 설계변수를 설정하여 최적화 하였다. FEM과 최적화기법(RSM+민감도기법)을 결합하여 영구자석의 형상을 최적화한 결과 코깅토크의 ripple이 최대 20%정도로 감소되었으며, 목적함수와 설계변수의 개수에 따라 더욱 개선될 수 있다.
중성선 영상고조파 저감용 특수 Reactor 최적설계 연구
신판석,정교범,김한들,김철,Shin, Pan-Seok,Chung, Gyo-Bum,Kim, Han-Deul,Kim, Cheol 한국조명전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.5
관례의 전력계통에서는 스위칭 컨트롤러, 반도체 전력변환 설비, 사무 자동화 기기, PC 등으로 인하여 중성선에 많은 양의 영상 고조파가 발생하게 된다. 이러한 중성선 영상 고조파 전류를 줄이기 위하여 리액터의 일종인 NHER (Neutral-line Harmonics Eliminating Reactor)를 설계하고 해석하는 연구를 수행하였다. C++프로그램을 활용하여 NHER의 설계프로그램을 개발하였고, 설계프로그램을 확인하기 위해 380/220[V], 200[A]의 모델을 적용하여 설계 및 해석하였다. 최적화 설계 결과 철손이 26[%] 저감되었고, 특히 9 고조파는 다른 고조파에 비하여 크게 감소하였다. NHER을 설계할 때에는 실제 적용되는 부하의 영상고조파나 효율 등을 고려하면 더 좋은 결과가 나올 것이다. In the modem power distribution systems, there are lots of zero-phase current harmonics in the neutral power line due to much usages of the controlled switching devices, various semiconductor power converting systems, OA(Office Automation) equipments, PC etc. In order to minimize the current harmonics a zero-phase neutral line current eliminating reactor (NHER) is designed and analyzed its performance using the finite element program. For the design of NHER a program is developed using C++ program. To verify the program a case model(380/220[V], 200[A]) is designed and analyzed by the developed program. As the results of the optimal design, the core loss is reduced by 26[%] with eliminating of the current harmonics. Especially the ninth harmonics is much reduced as compared with the others. When the design of NHER is adapted to the load of the power system, the eliminating effect and efficiency of the device will be much better