충격 응답 해석을 이용한 외란에 강인한 전기식 직구동 모터 설계

Abstract

직구동 모터의 가장 큰 장점은 기어를 사용하지 않기 때문에 위에서 백래쉬가 없고 마찰에 의한 에너지 손실이 없어 에너지 효일이 높다는 것이다. 또한 높은 강성과 정밀한 위치제어도 가능하다. 하지만 직구동모터는 일반 모터에 비해 외란에 취약하다는 단점 또한 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 이렇게 외란에 취약한 직구동 모터의 단점을 외란에 강건한 구조적 설계 방안을 제안함으로써 해결하고자 한다. 현재 연구 대상인 직구동 모터는 전기식 모터의 가장 중요한 이슈는 영구 자석과 코일 권선 사이에 존재하는 아주 작은 공극(약1㎜)의 간격 유지이다. 직구동 모터가 차체에 탑재되어 주행할 경우 바닥으로부터 차체를 통해 진동이 입력되어, 이러한 공극이 변하거나 없어질 수 있다. 따라서 주어진 3가지의 모터 설계 방안에 대해, 약 30g의 가속도를 입력하여 충격 응답 해석을 통해 공극의 변화를 예측한다. 이를 토대로 각각의 설계 방안이 가지는 문제점과 그 원인 및 장점을 파악하고, 가장 외란에 강건한 설계 방안을 선택한다.