FEMM 환경에서 시간 차분법을 이용한 PMA 동작특성 해석 자동화 시스템

Abstract

원통형 PMA(Permanent Magnetic Actuator)는 부품의 가공이 쉽고 조립공정이 단순하며 기존의 사각 형태보다도 자속경로의 면적을 크게 확보 할 수 있기 때문에 컴팩트한 제품을 설계하기에 용이하다. 그러나 이러한 PMA를 설계하기 위해서는 투입, 개방 동작시의 유지력 및 코일의 여자전류, 가동자의 속도, 변위, 동작 완료시간 등 고려해야 할 요인이 많으며 기존의 설계 방법은 설계에 많은 시간이 소요되고 적절한 결과를 얻기도 어렵다. 특히 설계를 위해 상용툴을 구입해야 하는 것은 몇몇 업체에게는 큰 부담이며, 공개툴은 과도해석에 대한 모듈을 제공하고 있지 않으므로 동작특성에 대한 해석이 불가하다. 따라서 시간차분법(FDTD: Finite-Difference Time-Domain method)을 공개툴인 FEMM의 Lua-script에 적용하여 프로그래밍하고 과도해석이 이루어지도록 하여 결과 데이터를 산출 하였으며 PMA WIZARD라는 프로그램을 통하여 설계자가 필요한 변수만 기입하면 동작특성 해석이 진행 되도록 자동화 시스템을 구축하였다.