회전자 형상에 따른 워터 펌프용 페라이트 영구자석 동기전동기의 특성 분석

Analyzes the Characteristics of Ferrite Permanent Magnet Synchronous Motors for Water Pumps according to Rotor Shape

본 논문은 워터 펌프용 영구자석 전동기의 회전자 형상에 따른 특성 비교에 관한 연구이다. 회전자 형상에 따른 특성을 비교하기 위해 표면부착형 영구자석(SPM: Surface Permanent Magnet), Inset SPM, Spoke타입의 세 가지 형상의 회전자를 선정하여 특성 해석을 수행했다. 비교 분석을 위해 회전자의 영구자석 사용량은 같도록 설계되었다. 또한, 회전자 형상을 제외한 고정자의 사양은 모두 같도록 설정하였다. 토크, 역기전력(Back EMF: Back Electro Motive Force) 및 효율 특성을 비교하였다. 추가로, 정격 구동 시 영구자석의 감자 특성을 비교하여 분석하였다. 세가지 형상의 회전자 타입의 특성 분석 결과, 토크 리플은 SPM 타입이 우수하였으며, 역기전력 특성은 Inset SPM 타입이 우수하였다. 이 중 효율 특성은 SPM 타입이 93.5% 효율로 가장 높은 효율을 나타냈다. 감자해석 결과, SPM 타입의 회전자가 가장 안정적임을 확인하였다.

This paper is a study on the comparison of characteristics according to the rotor shape of a permanent magnet motor for a water pump. In order to compare the characteristics according to the rotor shape, three types of rotors were selected: surface permanent magnet (SPM), inset SPM, and spoke type, and characteristic analysis was performed. For comparative analysis, the rotor's permanent magnet usage was designed to be the same. Also, all stator specifications except the rotor shape were set to be the same. The torque, back EMF (Back Electro Motive Force), and efficiency characteristics were compared. Additionally, the demagnetization characteristics of the permanent magnet were compared and analyzed during rated operation. As a result of the characteristic analysis of the three types of rotors, the torque ripple was superior in the SPM type, and the counter electromotive force characteristic was superior in the Inset SPM type. Among these, the efficiency characteristics showed that the SPM type had the highest efficiency at 93.5%. As a result of the demagnetization analysis, it was confirmed that the SPM type rotor was the most stable.