Design of Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor Considering Axial Leakage Flux by using 2-Dimensional Finite Element Analysis

Byeong-Hwa Lee; Hyung-Il Park; Jae-Woo Jung

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저자정보: Byeong-Hwa Lee (Korea Automotive Technology Institute) Hyung-Il Park (Hyundai Mobis) Jae-Woo Jung (Hyundai Mobis)

저널정보: 대한전기학회 Journal of Electrical Engineering & Technology Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.13 No.6

발행연도: 2018.11

수록면: 2,284 - 2,291 (8page)

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This paper deals with optimum design of surface mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) for automotive component. For a compact system structure, it was designed as a motor with a 14-pole 12-slot concentrated winding and hollow shaft. The motor is a thin type structure which stator outer diameter is relatively large compared to its axial length and is designed to have a high magnetic saturation for increasing the torque density. Since the high magnetic saturation in the stator core increases the axial leakage flux, a 3-dimensional (3-D) finite element analysis (FEA) is indispensable for torque analysis. However, optimum designs using 3-D FEA is inefficient in terms of time and cost. Therefore, equivalent 2-D FEA which is able to consider axial leakage flux is applied to the optimization to overcome the disadvantages of 3-D FEA. The structure for cost reduction is proposed and optimum design using equivalent 2-D FEA has been performed.

#Finite element analysis #Torque #Leakage flux #Equivalent magnetic circuit #Surface mounted permanent magnet synchronous motor

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Hoon Y., Changhoe K., Wankyo J., Dokun K., and Jaeseung C., “Development of Smart Booster Brake System for Regenerative Brake Cooperative Control,” SAE Paper, no. 2011-01-2356, 2011. Giseo P., Seibum C., and Dongyoon H., “Development of Clamping Force Estimation Algorithm and Clamp-force Sensor Calibration on Electromechanical Brake Systems,” Transaction of KASE, vol. 24, no. 3, pp. 365-371, April 2016. Choong-Sung L., Kyung-Tae J., Jung-Pyo H., Hae- Joong K., and Young-Kyung K., “Design of Brushless Permanent Machine with Skewed Stator for Electrical Power Steering System,” Journal of Korean Magnetics Society, vol. 25, no. 6, pp. 189-197, Dec. 2015. Ji-Hyun C., Doo-Beom S., and Jin-Ho K., “Design of Resonance Linear Electric Generator System for Vibration Energy Harvesting in Vehicle Suspension,” Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, vol. 15, no. 6, pp. 1357-3362, 2014. Jae-Woo J., Byeong-Hwa L., Do-Jin K.m, Jung-Pyo H., Jae-Young K., Seong-Min J., Do-Hoon S., “Mechanical Stress Reduction of Rotor Core of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 48, no. 2, pp. 911-914, Feb. 2014.

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