Abstract
The cogging torque of a brushless dc (BLDC) motor results from the interaction between permanent magnets and iron core, and it causes noise and induce vibrations. During a manufacturing process, assembly tolerances lead to the change of the electromagnetic structure of a BLDC motor where permanent magnets are not properly glued to the surface of rotor core. In this paper, the effect of magnet separation from the surface of rotor core on the cogging torque is investigated due to assembly tolerance. The relationship with key design parameters is considered such as separation between magnets and rotor core, the number of magnets having separation, as well as the several types of arrangements among neighboring magnets. Finite element method (FEM) has been used to analyze a BLDC motor, and the allowable assembly tolerance is proposed to prevent generating noise and vibrations. Within proposed assembly tolerance, it is concluded that the cogging torque of a BLDC motor is decreased, and hence noise and vibrations.
BLDC 전동기의 코깅토크는 영구자석과 철심의 상호작용에 의해 발생하고 소음과 진동을 발생시키는 요인이다. 제조 과정에서 조립 공차로 인해 영구자석이 회전자 철심 면에 제대로 붙지 않을 경우 BLDC 전동기의 전자기적 구조가 변할 수 있다. 본 논문에서는 조립 공차로 인해 자석이 회전자 표면과 분리되었을 때 코깅토크에 미치는 영향에 대해 연구했다. 핵심적인 설계 요소들인 회전자와 자석 간 분리, 분리를 가진 자석 수, 이웃한 자석들 간의 여러 배치형태를 고려했다. 코깅토크 해석을 위해 유한요소법을 사용하였고, 소음진동을 발생시키지 않는 조립 공차를 제안했다. 제안된 조립 공차로 제작된 BLDC 전동기의 코깅토크는 감소되었고 소음진동 또한 줄어들 것이라고 판단된다.
