본 논문은 하중 분리 정리를 이용한 슬롯 집중형 SPM 동기전동기의 새로운 최적 설계 방식을 제안한다. 제안된 방법에서는 동력을 구성하는 전기적 및 자기적 하중을 전동기의 네 가지 기하학적 변수(극쌍 수, 공극 지름, 적층 길이, PM 두께)로 표현하고, 이 네 변수에 대해 임의로 주어진 값이 있을 때 요구되는 동력을 만족하는 전동기의 전체 형상을 결정할 수 있음을 보인다. 특히, 슬롯 집중형 SPM 동기전동기의 치와 요크에서의 최대 자속을 추정하기 위해 새로운 해석식이 유도되고 적용된다. 사례 연구로서, 제안된 방법을 사용하여 네 가지 기하학적 변수들을 변화시키면서 다수의 6극, 9슬롯, 5 kW 표면 실장 영구자석 동기전동기를 설계하였다. 그중 최적 모델은 주어진 제약조건(효율 및 역률)을 만족시키면서 설계 목표(전동기 체적 및 PM 사용량 최소화)를 달성함으로써 선정된다. 제안된 방법의 타당성은 선정된 모델에 대한 유한요소 해석을 통해 검증된다.

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