有限要素法에 의한 誘導電動機의 코깅 토오크 解析

Abstract

空隙의 等價 磁氣抵抗의 변화에 의하여 발생하는 코깅 토오크는 電動機의 소음, 진동, 공진등을 유발시킬 수 있다. 또 기동과 정지가 빈번한 제어용 電動機는 이 코깅 토오크에 의하여 기동 토오크 및 운전 중 토오크가 균일하지 못하여 제어 특성이 나빠진다. 본 연구에서는 誘導電動機의 스롯 설계에서 이러한 코깅 토오크를 최소화하는 데 활용할 수 있는 한 방법을 제시한다. 有限要素法을 이용하여 誘導電動機의 磁束分布를 규명하고 이로 부터 誘導電動機에서 발생하는 코깅 토오크를 고찰하였다. 코깅 토오크는 誘導電動機의 回定子 슬롯과 回轉子 슬롯이 같을 경우에 가장 크게 나타났다. 따라서 誘導電動機의 回轉子 슬롯 수는 固定子 슬롯 수와 같지 않아야 한다. 그리고 回轉子 슬롯 수는, 電動機의 사양이 다를 때 마다 이 사양에 의한 磁界 解析을 행하여 얻어진 발생 토오크를 바탕으로 결정되어야 한다는 것을 도출할 수 있었다.

Cogging torque that proceed from unequal equivalent reluctance of air gap in electric machinery may produce noise, vibration and resonance. Cogging torque make control characteristics worse in control motors. A technique to select the number of slot in rotor to be able to minimize these cogging torques is proposed. The magnetic field distributions of induction motors are computed by FEM(finite element method). Based on this, the cogging torques of the motor are calculated. It is found that cogging torque is maximum when the number of slot of the rotor is same as that of the stator. Therefore the number of slot of the rotor must be chosen not to be equal to that of the stator. And the number of slot in rotor must be confirmed after magnetic flux distributions and cogging torque being computed.

Cogging torque that proceed from unequal equivalent reluctance of air gap in electric machinery may produce noise, vibration and resonance. Cogging torque make control characteristics worse in control motors. A technique to select the number of slot in rotor to be able to minimize these cogging torques is proposed. The magnetic field distributions of induction motors are computed by FEM(finite element method). Based on this, the cogging torques of the motor are calculated. It is found that cogging torque is maximum when the number of slot of the rotor is same as that of the stator. Therefore the number of slot of the rotor must be chosen not to be equal to that of the stator. And the number of slot in rotor must be confirmed after magnetic flux distributions and cogging torque being computed.