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마그네틱 기어의 토크리플 개선을 위한 폴피스 형상 연구
김찬승(Chan Seung Kim),박의종(Eui Jong Park),김성진(Sung Jin Kim),김용재(ong Jae Kim) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.6
마그네틱 기어는 기계적인 접촉 없이 회전 기계의 입력측과 출력측이 자기적으로 결합되어 동력을 전달한다. 마그네틱 기어는 내측회전자, 외측회전자, 폴피스로 구성되어 있으며, 동력전달 시 두 회전체와 폴피스 사이의 자기저항 차이로 토크리플이 발생하게 된다. 이러한 토크리플은 회전기계의 소음과 진동의 원인이 되기 때문에 최소화하는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 토크리플 저감 방안으로 폴피스의 각진 모서리를 깎아 필렛을 적용한 형상을 제안하였다. 2D 유한요소해석법을 활용하여 필렛 파라미터 변화에 따른 마그네틱 기어의 토크리플을 비교 및 분석하고 토크리플이 우수한 폴피스 형상을 모색하였다. Magnetic gears are magnetically coupled to the input side and the output side of the rotary machine to transmit power without mechanical contact. The magnetic gear consists of an inner rotor, an outer rotor and pole pieces. Torque ripple occurs due to the difference in reluctance between the two rotors and the pole pieces during power transmission. Torque ripple is a cause of the noise and vibration of the rotary machine, so it is necessary to minimize it. In this paper, we propose a shape that cuts the corner of the pole piece and apply a fillet to reduce torque ripple. We used a two-dimensional finite element analysis method to compare and analyze the torque ripple of the magnetic gears according to the change of the fillet parameters and to find the pole piece shape with excellent torque ripple.
김승현(Seung Hyun Kim),김동욱(Dong Wook Kim),이도엽(Do Yeop Lee),김찬승(Chan Seung Gim),김용재(Yong Jae Kim) 한국전자통신학회 2018 한국전자통신학회 논문지 Vol.13 No.5
직접 접촉 방식의 기계적인 결합을 사용하는 기어는 접촉 마찰로 인한 소음, 진동, 발열 등의 문제가 지속적으로 제기되어왔기 때문에, 비접촉 자기(magnetic)결합을 이용한 마그네틱 기어(magnetic gear)가 제안되었다. 마그네틱 기어에 대한 연구 중 동일한 기어비에서 극수에 따라 손실의 차이가 발생함을 확인하였으며, 철손과 영구자석 와류손이 극수에 따라 일정한 경향성을 보일 것으로 예상되어 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 마그네틱 기어의 극수에 따른 경향성을 확인하고 구체화하여 마그네틱 기어의 효율 개선 설계의 기반을 마련하였다. Mechanical gears driven by direct contact have problems including noise, vibration and heat. In order to, solve these problems, magnetic gears having a non-contact magnetic coupling have been proposed. Through various studies on magnetic gears, we found that losses are changed when the number of magnetic poles varies in the same gear ratio. For this reason, research team expect the iron loss of the magnetic gear and the Eddy current loss of the permanent magnet will have a certain tendency depending on the number of poles. This paper identified the magnetic gear’s loss tendency according to the number of poles, and laid the basis for efficiency improvement design.