제2편 – IPMSM Design (1) – machine size

지난 1편에서 영구자석 동기전동기의 특성을 간략히 소개하였습니다.
지금부터는 FluxMotor에서 영구자석 매입형 동기전동기(IPMSM)를 해석하기 위한 설정 방법을 알아보겠습니다.
우선 첫번째로는 FluxMotor를 시작하는 방법과, 모터의 기본 size를 설정하는 방법에 대해 소개하겠습니다.

 

▣ FluxMotor 실행

FluxMotor를 실행하면 아래와 같은 시작화면을 볼 수 있습니다.
New motor 항목에서는 FluxMotor에서 제공하는 템플릿을 선택하여 새로운 모터 해석 모델을 생성할 수 있습니다.
Recent motors에서는 최근까지 작업하였던 모터 해석 모델을 open할 수 있습니다.
Start
New motor 항목에서 SM_PM_IR_3Ph (내전형 영구자석 3상 동기전동기) 아이콘을 클릭하여 ‘Motor Factory’를 실행합니다.

Motor Factory

Motor Factory 상단에는 ‘Save’, 모드 선택(Design, Test, Export), 기능 선택 아이콘들이 배치되어 있습니다.

  • Design : 모터의 기본 치수 및 형상 모델링, 권선 정보 입력, 쿨링 조건 입력, 물성 설정
  • Test : 모터 성능 해석
  • Export : 해석 결과 report, Flux model 및 HyperStudy 파일로 출력

 

▣ Topology

: 모터의 전체 size를 입력할 수 있습니다.

  • Stator : 외경, 내경, 길이, 슬롯수
  • Rotor : 외경, 내경, 길이, 극수
  • Airgap : 공극거리

Stator의 내경, Rotor의 외경, 공극거리는 서로 연관되어 있으며, 3개중에 2개의 값만 입력하면 나머지 치수는 자동으로 결정됩니다. 입력모드를 선택하여, 이 3가지 parameter중에 어느 것을 입력할 것인지 선택할 수 있습니다. 입력 모드를 선택하고 치수를 입력 후에 적용 버튼을 클릭하면, 좌측 미리보기 이미지에서 모터 형상을 미리 확인할 수 있습니다.

Topology

 

▣ Housing

모터 Stator를 감싸고 있는 Housing을 모델링 할 수 있습니다. Housing frame의 형상 및 치수, 핀의 개수, 쿨링 회로 등의 설정을 적용합니다.
모터 온도 해석을 하기 위해 반드시 하우징을 적용해야 합니다. 하우징 없음으로 설정하면 온도해석을 수행할 수 없습니다.

Housing Frame
우선 하우징 형상을 선택해야 합니다. Type에서 원형 프레임, 또는 사각 프레임을 선택 한 후에, 치수를 입력합니다.

Housing Fin
그리고 핀 형상과 치수를 입력합니다.

Housing Cooling circuit
쿨링 회로의 방향 및 단면 형상, 치수를 입력합니다.

 

▣ Shaft

회전자 내부에 삽입하는 shaft와 베어링을 모델링할수 있습니다. Shaft의 재질이 자성체가 아닌경우에는 shaft 없이 해석을 진행해도 되지만, 만약 shaft의 물성이 자성체라면 모델링을 해야 합니다.

Shaft
우선 Shaft의 적용 여부를 선택한 후, shaft의 치수를 입력합니다.

Bearing
마찬가지로 베어링 적용 여부를 선택한 후, 베어링 치수를 입력합니다.

 

이렇게 모터의 전체적인 형상과 size를 설정하였습니다.

Result

이상으로 모터 형상 및 size 설정에 대해 알아보았습니다.

다음 3편에서는 Magnet 설정에 대해 안내해드리겠습니다.

 

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