본 논문은 대출력 직접구동(Direct-drive) 응용을 위한 축방향 플럭스 영구자석 동기기(axial-flux permanent-magnet synchronous machine)의 설계 과정과 상세한 다물리(멀티피직스) 분석을 제시한다. 본 논문에서의 기기는 이중 고정자-내측 로터(dual-stator inner-rotor) 구조를 가지며, 정격 130 kW, 26 r/min이다. 먼저 분할(segmented) 및 프리권선(prewound) 치를 조립하여 구성한 고정자 코어(stator core)를 제안하고, 이를 대출력 축방향 플럭스 영구자석 기기(AFPMs)에 적용한다. 이 방법을 통해 대구경 AFPM의 제조에서 발생하는 문제들을 해결할 수 있다. 또한 열을 전달하기 위한 새로운 수냉(water-cooling) 시스템을 기기 내에 내장한다. 더불어 조립 절차 및 제작 공정도 제안하며, 로터 디스크의 변형과 응력을 감소시키기 위해 새로운 분산(distributed) 팔로어 베어링(follower bearing)을 사용한다. 마지막으로 다물리 설계를 기반으로 시제품 기기를 제작하고 시험한다. 실험 결과는 유한요소해석(finite-element analysis)과 잘 일치한다.

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