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도시철도 추진용 180kW 6상 영구자석 보조형 동기전동기의 설계 및 분석
현대일,정호진,백제훈 한국철도학회 2021 한국철도학회논문집 Vol.24 No.5
현재 대부분의 도시철도 추진시스템에 사용되고 있는 3상 유도전동기는 매입형 영구자석 동기전동기에 비하여 낮은 출력밀도의 특성이 있으며, 전동기 또는 인버터 스위치의 한 상에서 고장이 발생할 경우 추진시스템의 동작이 불가능한 단점이 있으므로 이를 개선하는 방안이 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 현재의 도시철도용 3상 유도전 동기 기반의 추진시스템이 가지고 있는 단점들을 개선할 수 있는 180kW급 6상 영구자석 보조형 동기전동기 모델을 제안하였다. 6상 영구자석 보조형 동기전동기의 설계를 위하여 자기회로 모델과 유전알고리즘을 이용한 최적설계 과정을 제시하였으며, 유한요소분석을 이용하여 무부하 및 부하운전 성능 그리고 정상 및 고장 조건에서의 성능을 비교하였다. 또한, 기존에 설계된 도시철도용 3상 영구자석 보조형 동기전동기와 6상 영구자석 보조형 동기전동기의 유한요소해석 결과를 비교하여 6상 동기전동기의 장점을 분석하였다.