최근 최근 몇 년 동안 전세계적인 환경규제로 인해 청정성, 무해성 및 기타 여러 장점을 지닌 액화천연가스(LNG)는 가 널리 보급되고 사용되고 있음. LNG를 매우 낮은 온도(- 180 ℃) 에서 액화되기 때문에 운송하기 위한 수중펌프는 매우 낮은 환경온도를 가짐. 극저온 수중펌프용 모터로 유도전동기 및 영구자석 동기전동기 두 종류를 많이 사용하나, 유도전동기의 경우 효율 및 출력밀도 측면에서 불리하기 때문에 영구자석 동기전동기를 많이 사용. 극저온 환경의 모터는 일반적인 상온 환경의 모터와 이론 및 설계가 달라지기 때문에 이를 고려한 설계가 필요. 또한 빠른 운송 및 높은 출력밀도를 위해 고속운전을 필요로함. 따라서 본 연구는 극저온 환경을 고려한 고속 운전 영구자석 동기전동기를 개발하고자 함.

• LNG 펌프용 유도전동기의 고효율, 소형화 필요성 증대

  기존 유도전동기 성능 분석 및 영구자석 전동기 기초설계 수행

• 일반적인 영구자석 전동기 환경(상온)과 다른 환경 조건(-180℃)을 고려한 설계 필요

  극저온 환경에 의한 영구자석 종류 별 특성 변화 분석

  매우 낮은 온도에 따른 저항률 및 전류밀도 고려, 권선 사양 및 고정자 형상 설계

• 고효율, 소형화 위한 고속 운전 필요

  기존 유도기 대비 높은 운전포인트 선정 및 이를 고려한 장하비 설계

  고속운전 시 회전자 형상(SPMSM, IPMSM)에 따른 성능 비교 및 슬리브 적용 검토

• 펌프 운전 시 일시적인 온도 증가 상황 발생 가능

  극악조건(상온)을 고려한 재질 선정 및 권선 설계

  극악조건 시 전자기 성능 및 불가역 감자 검토