가중치법을 이용한 SWE-SM(Slipring-less Winding Excited Synchronous Machine)의 다목적 최적설계

Abstract

SWE-SM(Slipring-less Winding Excited Synchronous Machine)은 가격이 저렴하고 견고한 회전자 구조를 가지는 장점 때문에전기자동차와 e-모빌리티(e-Mobility)의 구동 장치 등으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 SWE-SM의 토크 특성을 개선하기 위해다목적 최적설계를 수행하였다. SWE-SM의 토크 특성과 역기전력은 유한요소법과 아키오법(Arkkio’s Method)을 이용하여 계산하고 분석하였으며 코어 재질의 비선형성을 고려하여 정확도를 높였다. 평균 토크를 증가시키며 동시에 코깅 토크를 감소시키기위해 가중치법을 적용한 다목적함수를 설정하고 모터를 최적화하였다. 그리고 목적함수의 다양한 가중치 비율을 테스트하고 최적해를 분석하여 파레토 최적해들의 균일성을 조사하였다. 또한 설계자의 선호도에 따라 가중치를 조정하여 설계 목표를 만족시키며 SWE-SM의 평균 토크와 코깅 토크를 효율적으로 최적화할 수 있음을 확인하였다.