선박용 전기 추진시스템은 선박의 조정성, 신뢰성이 뛰어나고, 진동/소음 면에서 우수한 특성을 가짐. 하지만 기존의 원동기 직결 추진 시스템과 비교하면, 에너지 전달 효율이 낮고, 중량이 증가되고, 복잡한 제어 시스템을 요구함. 이러한 이유로 상대적으로 초기 설비 비용이 증가되며 쇄빙선, 잠수함, 준설선, 군함 등 특수선박에만 주로 적용되어 수요가 적음. 90년대 초반 이후 저진동, 저소음 특성이 크게 요구되는 선박에 전기 추진시스템이 적용되기 시작하면서 공간 이용의 유연성이 우수한 점을 이용하여 상선에 적용이 시도되는 등 전기 추진시스템의 적용범위가 고급화 및 다양화 중에 있음. 선박에 사용되는 회전기는 일반 육상에서 사용되는 것과 비교하면 습기 및 유기에 노출될 기회가 많이 때문에 주위 조건이 열악함. 국제연합의 기후변화협약에서 온실가스 배출에 대한 규제가 발효됨에 따라 국제해상기구에서 선박에 의한 해양 환경 파괴 요인에 대한 규정을 제정함. 이에 따라 2025년 까지 온실가스 배출은 현행 대비 30% 감축을 목표로 강화될 예정임. 이와 같이 온실가스 및 대기 오염물질 배출 저감을 위한 환경 규제가 강화되면서 효과적이고 합리적인 에너지 절감 방법에 대한 필요성이 점차 커지고 있음. 그로 인해 디젤 전기추진시스템의 개발이 활발히 진행되어 왔으며 최근 새로운 개념의 전기추진방식이 연구됨. 신개념의 추진방식에는 하이브리드 추진과 전기추진 방식이 있음. 유도전동기에 비해 영구자석을 이용한 전동기의 경우 회전자 권선 손실을 저감 할 수 있어 효율이 좋음. 또한 영구자석을 포함하고 있어 동일한 외형 크기로 더 큰 토크를 발생시킬 수 있어 높은 출력밀도 모터 설계 가능함. 이에 따른 영구자석 선정에 있어 기본적인 자기 특성을 만족해야 하며, 온도상승 및 감자 등의 주변 환경에 견딜 수 있어야 하는 영구자석 모터 연구 필요.

• 선박용 저속 대용량 IPM 전동기의 최적 회전자 형상 도출

  선박용 저속 대용량 전동기의 구동 환경 및 사양을 고려한 회전자 최적 설계 및 형상 도출

• 선박용 저속 대용량 IPM 전동기의 회전자 전자계 설계 프로그램 개발

  기존 연구된 자기등가회로 프로그램 분석, 개선점 및 응용 방향 도출

  영구자석 분할 제작 등의 대용량 IPM의 구조적, 자기적 특성을 고려한 자기등가회로 구축

  구축된 자기등가회로와 전동기 특성 방정식 기반 전동기 설계 프로그램 구축

• 선박용 저속 대용량 IPM 전동기의 회전자 신뢰성 검증 및 보완

  유한요소해석 결과와 비교를 통해 구축된 설계 프로그램의 정확도 분석

  물리적 현상(프린징 효과, 자기적 비선형 등)에 의해 발생하는 오차분석 통한 회전자 설계 프로그램 보완

  다수의 회전자 형상에 따른 설계 프로그램의 Study를 통해 설계 프로그램 정확도 확보

• 영구자석 조립을 고려한 힘 검토

  영구자석 조립 구조의 유한요소해석 모델 구현

  영구자석 위치에 따른 회전자 철심에 작용하는 힘의 경향성 분석