본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색
결과 내 검색 동의어 포함
결과 내 검색 동의어 포함

-

목차보기

표제지

국문초록

목차

1. 서론 11

1.1. 연구 배경 11

1.2. 연구 목적 및 논문 구성 14

2. 시스템 레이아웃 및 초기 고려사항 19

2.1. PAV 레이아웃 및 필요 추력 계산 19

2.2. 추진 시스템 선정 22

2.3. 추력 분배 24

2.4. 모터 스펙 및 SHPS 구성 26

2.5. 제어방식 및 최대 상 전압 선정 32

3. 추진 모터 기초 설계 33

3.1. 설계 프로세스 정립 33

3.2. 프로펠러 강제 공랭 성능 실험 35

3.3. 부하 특성을 고려한 전동기의 설계 지점 선정 43

3.4. 재질 선정 47

3.5. 극/슬롯 수 조합 선정 50

3.6. 사이징(Sizing) 52

4. 초기모델 특성 확인 및 최적화 55

4.1. 초기 모델 특성 확인 55

4.2. 최적화 63

5. 제작모델 성능평가 71

5.1. 다이나모미터 실험 71

5.2. 추력 실험 75

6. 결론 77

참고문헌 78

Abstract 80

〈표 1.1〉 냉각 방식에 따른 전형적인 전류밀도 허용치 16

〈표 1.2〉 상용 전기자동차 모터의 제조사 별 스펙 비교 17

〈표 1.3〉 상용 비행체 추진 모터의 제조사 별 스펙 비교 18

〈표 2.1〉 타겟 PAV 추진 시스템 요구사항 19

〈표 2.2〉 프로펠러 요구 추력 분배 25

〈표 2.3〉 선정된 상용 프로펠러의 기본 스펙 26

〈표 2.4〉 추진 모터 목표 스펙 30

〈표 2.5〉 제어 방식에 따른 모터의 이용 가능한 최대 상 전압 32

〈표 3.1〉 상용 모터의 기본 스펙 및 고정자 제원 36

〈표 3.2〉 u 증가 실험 결과 40

〈표 3.3〉 선정된 OR type SPMSM의 각 파트 별 재질 47

〈표 3.4〉 극/슬롯 조합에 따른 권선 계수 비교 50

〈표 3.5〉 전류밀도 및 각 파라미터를 통한 전기 장하 계산 52

〈표 3.6〉 자기 장하 계산 53

〈표 4.1〉 초기 모델의 설계변수 56

〈표 4.2〉 기초 모델 무부하, 전부하 해석 결과 58

〈표 4.3〉 사이즈 축소 OR type SPMSM의 해석 결과 61

〈표 4.4〉 주 효과 분석 시의 인자 및 수준 설정 63

〈표 4.5〉 RSM 진행시의 인자 및 수준 설정 66

〈표 4.6〉 RSM에 의해 선정된 4개의 인자의 수준 68

〈표 4.7〉 2D FEA 스펙 70

〈표 5.1〉 다이나모미터를 통한 실험 결과 74

〈표 5.2〉 추력 실험과 다이나모미터 실험의 냉각성능 비교 76

〈그림 1.1〉 국내 드론시장 주요지표 추이 13

〈그림 1.2〉 분산 전기 추진 시스템(DESP) 적용의 예 13

〈그림 1.3〉 시스템 레벨 디자인 V모델 워크플로우 18

〈그림 2.1〉 PAV Half scale 모델 아키텍쳐 21

〈그림 2.2〉 전기 추진시스템 종류 및 구성요소 23

〈그림 2.3〉 Main 프로펠러의 추력-속도 그래프 28

〈그림 2.4〉 Main 프로펠러의 토크-속도 그래프 28

〈그림 2.5〉 Sub 프로펠러의 추력-속도 그래프 29

〈그림 2.6〉 Sub 프로펠러의 토크-속도 그래프 29

〈그림 2.7〉 Half scale PAV의 SHPS 절반에 대한 구성도 31

〈그림 3.1〉 추진 모터 설계 프로세스 34

〈그림 3.2〉 상용 모터의 고정자 및 회전자 형상 36

〈그림 3.3〉 프로펠러 추력 실험장 구성 37

〈그림 3.4〉 열화상카메라로 촬영한 운전 시 모터의 온도 37

〈그림 3.5〉 u 증가에 따른 전류, 토크 및 회전속도 그래프 39

〈그림 3.6〉 u＝1 고정 시 시간에 대한 모터 온도 변화 그래프 40

〈그림 3.7〉 비행기의 전체 운전 시뮬레이션 내 동적 하중 41

〈그림 3.8〉 타겟 프로펠러의 속도-토크 실험 결과 44

〈그림 3.9〉 부하 특성을 고려한 모터의 설계 지점 선정 45

〈그림 3.10〉 20PNF1500과 S45C의 B-H curve 48

〈그림 3.11〉 영구자석 열 등급별 허용 온도 49

〈그림 3.12〉 G52UH의 가역감자 특성 49

〈그림 3.13〉 극/슬롯 조합에 따른 Back EMF 크기 비교 50

〈그림 3.14〉 극/슬롯 조합에 따른 토크 비교 51

〈그림 3.15〉 극/슬롯 조합에 따른 효율 비교 51

〈그림 4.1〉 기초 설계 모델의 형상 및 기하 파라미터 정의 55

〈그림 4.2〉 기초 설계 모델의 3600[rpm] 회전 시 Back EMF 57

〈그림 4.3〉 기초 설계 모델 u＝1 제어 시의 상 전압 해석 57

〈그림 4.4〉 기초 설계 모델 u＝1 제어 시의 출력 토크 해석 58

〈그림 4.5〉 사이즈 축소 OR type SPMSM의 회전속도 3600... 59

〈그림 4.6〉 사이즈 축소 OR type SPMSM의 코깅 토크 60

〈그림 4.7〉 사이즈 축소 OR type SPMSM의... 60

〈그림 4.8〉 사이즈 축소 OR type SPMSM의... 61

〈그림 4.9〉 사이즈 축소 OR type SPMSM의... 62

〈그림 4.10〉 토크에 대한 각 인자 별 주 효과 분석 결과 65

〈그림 4.11〉 토크 리플에 대한 각 인자 별 주 효과 분석 결과 65

〈그림 4.12〉 무게에 대한 각 인자 별 주 효과 분석 결과 65

〈그림 4.13〉 출력밀도, 토크 리플에 대한 반응표면도 67

〈그림 4.14〉 최적 설계 모델의 u＝1 해석 시 상 전압 68

〈그림 4.15〉 최적 설계 모델의 u＝0.7 해석 시 상 전압 69

〈그림 4.16〉 최적 설계 모델의 u에 따른 토크 비교 69

〈그림 5.1〉 제작 모델 형상 (a) 회전자 (b) 고정자 (c) 결합형상 71

〈그림 5.2〉 다이나모미터 성능 시험 구성,... 72

〈그림 5.3〉 부하 증가 실험 73

〈그림 5.4〉 u＝0.5 부하 유지 실험 74

〈그림 5.5〉 프로펠러 추력시험 및 냉각 성능 테스트,... 75

초록보기

비행체는 하중이 운전 특성에 직접적인 영향을 받으므로, 비행체 추진 모터에서 출력밀도는 매우 중요한 설계 파라미터가 된다. 본 논문은 호버 바이크 형태의 개인용 항공기(Personal Air Vehicle, PAV)의 추진 시스템에 적용될 고출력밀도 추진 모터를 설계하는 내용을 담는다. PAV의 비행에 필요한 추력을 계산한 뒤 주 모터와 부 모터로 나누어 추력을 분배하고, 해당 추력을 만족하는 프로펠러 선정과 모터의 요구 스펙을 선정하는 과정이 진행된다. 이후 부하와 시스템의 특성을 고려하여 모터의 토폴로지, 재질, 슬롯 폴 조합 선정 등의 기초 설계를 진행한다. 기초 설계 모델은 출력 밀도 및 토크 리플을 목적함수로 하여 최적 설계를 진행하였으며, 시제품의 실험을 통해 성능평가를 수행하였다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차