The maximum torque of the interior permanent magnet motor (IPMSM) is determined by two significant features which are the motor-design parameters and current phase angle. However, simultaneously determining the above features is challenging due to their complicated coupling effect. In this study, the motor-design parameters are obtained by performing the electromagnetic finite element analysis. And then, the current phase angle is expressed by using the calculated motor-design parameters. Thereby, the optimal current phase angle becomes the design-dependent variable in this work. At the end of the optimization, the optimal design and the optimal current reference are simultaneously obtained, considering their coupling effect. The proposed method was applied to two types of motors with ferrite and neodymium magnets. The optimization results were manufactured and validated experimentally. This study is expected to determine the optimal design and current phase angle of the interior permanent magnet synchronous motors in future work.
영구자석 매립형 동기모터는 영구자석자속에 의한 영구자석토크와 돌극비에 의한 릴럭턴스토크를 가지기 때문에 최대토크를 얻기 위해선 최적의 모터설계 파라미터와 전류위상각을 결정이 필요하다. 하지만, 모터설계 파라미터와 전류위상각 간의 서로 복잡한 상호 커플링효과 때문에 두 인자들을 동시에 결정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구는 모터설계 파라미터를 전자기 유한요소해석으로 계산하고, 계산된 모터파라미터를 기반으로 전류위상각을 계산함으로써, 전류위상각을 설계변수의 함수로 표현할 수 있는 새로운 방법론을 개발하였다. 이를 통해 모터설계 파라미터와 전류위상각 간의 상호 커플링효과를 고려할 수 있었다. 제안한 방법론은 페라이트 자석과 네오디뮴 자석을 사용한 두 가지 종류의 모터에 적용되었다. 최적화 결과는 제작되었으며, 실험적으로 검증되었다. 본 연구는 영구자석 매립형 동기모터의 위상최적설계 및 최적제어에 기여할 것으로 기대된다.
