오버행(overhang) 구조를 갖는 영구자석 동기기(PMSM)는 영구자석의 증가된 자기 에너지를 보상함으로써 출력 밀도를 향상시킬 수 있다. 오버행 구조를 분석하기 위해서는 PMSM의 3차원(3D) 해석이 필수적이다. 그러나 3D 해석은 시간이 오래 걸리며, 초기 설계 단계에서 모델링 과정이 복잡하다. 이러한 문제를 극복하기 위해 2D 모델에 자기 등가회로(magnetic equivalent circuit) 기법을 적용한다. 본 논문에서는 반(半) 3D 자기 등가회로(MEC)와 랜덤 워크(random walk) 방법을 기반으로 오버행 구조를 갖는 PMSM의 최적 설계 방법을 제안한다. 반 3D MEC를 사용하면 오버행 효과를 고려하면서 PMSM을 신속하게 해석하고 정확한 전자기 해석 결과를 얻을 수 있다. 또한 랜덤 워크 알고리즘을 이용해 로터의 네 가지 설계 파라미터를 최적화함으로써 PMSM의 체적과 중량을 최소화할 수 있다. 고효율을 달성하기 위해 동일한 제약 조건 하에서 구리 손실이 최소가 되도록 목적함수를 선택한다. 제안된 설계 기법의 타당성은 도출된 최적 모델에 대해 반 3D MEC와 3D 유한요소법의 해석 결과를 비교함으로써 검증한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.