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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김남수
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수24
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최근 세계적으로 각 나라의 환경주체들은 2035년을 기점으로 내연기관 차량을 판매할 수 없는 내연 기관 판매 금지법을 발의하였다. 완성차량 제조업체들은 이에 대응하기 위해 내연기관을 대신할 친환경차, 특히 전동화 차량의 개발에 집중하고 있다. 정해진 속도와 온도 범위 내에서 구동되는 산업용 전동기와는 달리 전동화 차량의 구동 전동기는 정지와 고속 상태에서 운전되며 온도 또한 급격히 변화한다. 이에 따라서 전동화 차량의 구동 전동기의 신뢰성 연구는 고도화된 기술을 필요로 한다.
본 논문에서는 전동화 차량용 구동 전동기로 널리 쓰이는 매입형 영구자석 동기 전동기의 주요 고장의 진단과 분류 연구를 진행하였다. 특히 전기 버스 구동용 인휠(In-wheel) 모터의 필드에서 발생한 고장(편심 고장)과 고전압 전동기에서 흔히 발생할 수 있는 단락고장에 의한 감자 고장을 주요 고장모드로 선정하여 고장진단 연구를 수행하였다. 전동기의 형상을 반영한 유한요소해석을 통해 발생할 고장신호를 분석하였다. 제어 시스템 모델링을 통해 연동 시뮬레이션을 진행하였고 추출한 전류 신호를 분석하여 고장 타입 별 신호 특징을 추정하였고 실험을 통해 검증하였다. 해석 및 실험을 통해 다양한 동작환경에서 전류 신호의 고조파 및 분수 주파수 성분을 특징을 추출하였다. 시뮬레이션 결과를 활용하여 고장 진단 분류기를 설계하였고 실험 결과를 통해 검증하였다.
본 논문에서는 전동화 차량용 구동 전동기로 널리 쓰이는 매입형 영구자석 동기 전동기의 주요 고장의 진단과 분류 연구를 진행하였다. 특히 전기 버스 구동용 인휠(In-wheel) 모터의 필드에서 발생한 고장(편심 고장)과 고전압 전동기에서 흔히 발생할 수 있는 단락고장에 의한 감자 고장을 주요 고장모드로 선정하여 고장진단 연구를 수행하였다. 전동기의 형상을 반영한 유한요소해석을 통해 발생할 고장신호를 분석하였다. 제어 시스템 모델링을 통해 연동 시뮬레이션을 진행하였고 추출한 전류 신호를 분석하여 고장 타입 별 신호 특징을 추정하였고 실험을 통해 검증하였다. 해석 및 실험을 통해 다양한 동작환경에서 전류 신호의 고조파 및 분수 주파수 성분을 특징을 추출하였다. 시뮬레이션 결과를 활용하여 고장 진단 분류기를 설계하였고 실험 결과를 통해 검증하였다.
목차
제1장 서론 . 1제1절 연구배경. 1제2절 유지 보수 및 고장 예지와 상태 진단 . 4제3절 전동기의 종류. 6제4절 매입형 영구자석 동기 전동기의 고장 모드 . 7제5절 연구 목표 . 10제2장 기존연구 . 11제1절 영구자석 동기 전동기의 특성 . 12제2절 이상적인 자기 모델 17제3절 공간 고조파와 자기 포화를 고려한 모델 . 18제4절 동기 전동기 고장 모델 25제3장 시뮬레이션 검증 27제1절 제어시스템 모델링 27제2절 시뮬레이션 결과 30제4장 실험적 검증 . 31제1절 실험 셋업 . 31제2절 실험적 검증 32제3절 고장신호 분석 34제5장 해석결과 기반 고장 진단 . 40제1절 고장분류기 설계 40제2절 고장 분류 결과 42제6장 결론 . 44참고문헌 . 45국문초록 . 49
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