본 논문에서는 3상, 1250MVA, 345kV급 전력용 변압기의 하우징 영역에 대한 온도상승 연구를 유한요소법과 시험을 통하여 수행하였다. 하우징 영역에 대한 전자계 요한요소 해석을 통해 와전류 손실을 수행하였고, 이를 열원으로 하여 변압기 내 외부 냉각조건을 고려하여 온도상승 분포와 최고온도 상승 값을 해석하였다. 이를 제작된 변압기를 대상으로 온도센서 및 열화상 카메라를 이용한 측정 데이터와 비교하여 검증하였다.
우리 삶의 질을 좌우하는 전자기 기기의 고기능화, 자동화, 소형화 추이에 따라 사용량이 급격히 증가하고 있는 연자성 소재로서 가장 널리 사용되고 있는 전기강판과 에너지 고효율화라는 시대의 요구에 따라 새롭게 부상되고 있는 연자성 복합 분말 소재에 대해 각 연자성 소재 분야에서 철손 제어 인자 및 이들 인자들의 제어 방안에 대해 문헌을 고찰했다. 전기강판에서는 히스테리시스 손실을 낮추기 위해 정련공정을 통해 자구이동을 방해하는 결함을 제거하고 결정립의 크기를 최적화하고 있으며, 와전류 손실의 감소를 위해 합금첨가원소를 통해 비저항을 높이고 판재의 두께를 박판화하고 있다. 이와 동시에 코팅을 통해 자구의 이동이 용이하도록 응력의 방향 및 크기를 제어하며, 압연기술과 열처리 기술을 통해 집합조직을 최적화하여 고투자율 및 저철손을 동시에 충족시켜 나가고 있다. 연자성 복합 분말 소재의 경우, 분말 표면의 복합화를 통해 철계 조성, 코팅, 윤활재 및 바인더, 성형 및 열처리 조건 등에 복합적으로 의존하는 연자성 코어의 최종 자기특성을 제어하고 있다. 온간 및 다단 성형과 같은 새로운 성형공정, 2단 소둔/자성 열처리와 같은 소둔 조건, 나노결정질, 비정질 및 벌크 비정질 등과 같은 새로운 조성, 적절한 코팅층의 변수들을 최적화할 경우, 연자성 복합 소재의 자성특성은 향상될 것으로 기대된다.
초고속 전력선 통신을 위한 고주파수 대역에서 안정적인 자기적 특성을 갖는 Ni-Zn ferrite를 개발하기 위해서 투자율은 낮지만 주파수 특성이 우수한 $Ni_{0.8}Zn_{0.2}Fe_2O_4$를 기본조성으로 입자를 성장시키는 $Bi_2O_3$를 0.7, 비저항을 증가 시키는 CaO를 0.3, 그리고 입자를 균일하게 하는 $V_2O_5$를 0.1 wt% 첨가하여 미세구조를 제어하고, 다시 고주파 특성을 향상시킬 것으로 기대되는 $Co_3O_4$를 0, 0.3, 0.5, 0.7 wt%로 변화시켜 자기적 특성을 조사하였다. $Co_3O_4$가 밀도 및 미세구조에는 영향을 미치지 않았으나 0.3, 0.5 wt% 첨가시 첨가하지 않은 조성보다 투자율은 감소하였으나 사용 한계 주파수로 여겨지는 공명주파수가 각각 19.905, 19.205 MHz로 크게 증가하였다. 그리고 전체 전력 손실도 $Co_3O_4$를 첨가했을 때 감소하였으나 첨가량에는 큰 변화가 없었다. 와전류 손실이 전체 전력손실에 지배적인 영향을 미치고 있다.
The objective of this paper is to suggest a design topology of permanent magnet synchronous generator with 2,000kW capacities for wind turbine. The suggested topology is to provide 3 split magnet PMSG instead of single magnet, and performed an analysis of eddy current loss and iron loss for suggested type using ansoft maxwell commercial program. The simulation results of suggested magnet type show there duction of eddy current loss as 13.87kW with loadless conditions and23.48kW with rated conditions, but iron loss for rotor yoke show the in creasing trend as2.2kW with loadless conditions and 0.2kW with rated conditions. The suggested 3 split maget type is to identified as more useful for 2,000kW PMSG.
본 논문에서는 저손실 Mn-Zn 페라이트의 제조공정과 첨가제가 코어의 자기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 통신부품재료로 Mn-Zn 페라이트 개발에는 필요한 높은 포화자속밀도 및 투자율을 가진 고주파 특성이 양호하고 자기손실도 적은 재료의 필요하다. 따라서, Mn-Zn 페라이트의 고주파 자기 특성의 개선을 위해서는 결정입자의 소경화와 입자계층의 고저항화에 따른 와전류 손실의 억제 및 미세 구조의 균일화에 따른 히스테리시스 손실의 저감이 중요하다. 본 논문에서는 고성능, 저손실의 자심재료를 위해 Mn-Zn Ferrite에 $V_2O_5$와 $CaCo_3$를 첨가하였다. 조성은 MnO : ZnO : $Fe_2O_3$ = 21 : 10 : 69 mol%로 하였다. 이 시료를 $1250^{\circ}C$에서 3시간 소결하였다. 측정은 0.1MHz에서 초투자율을 측정하였으며, 전력손실은 50mT에서 100kHz 및 온도를 변화시켜 측정하였다.
연자기 특성이 우수한 것으로 잘 알려진 Fe-6.5 % Si 합금을 분말로 제작하여 성형한 Fe-6.5 % Si 압분코어에서도 좋은 특성을 얻을 수 있는 지를 확인하기 위해 Fe-3, 4.2 그리고 6.8 % Si 압분코어를 각각 제작하여 교류와 직류 자기특성, 미소경도 등을 분석하였다. 실리콘 함량이 증가할수록 와전류손실은 감소하나 이력손실은 증가하여 Fe-6.8 % Si에서 최소손실을 얻을 수 없었다. 또한 실리콘함량이 증가할수록 코어의 전기비저항과 분말입자의 미소경도는 지속적으로 증가하였으며 이 때문에 충진율은 감소하였다. B2와 $DO_3$상이 Fe-6.8 % Si 분말에서만 생성된 것을 확인할 수 있었으며, 6.8 % Si보다 낮은 실리콘 함량에서 코어손실이 더 낮은 것을 절연체와 분말입자의 비저항 비율, 미소경도변화에 따른 충진율 저하와 반자장 효과 등으로 설명할 수 있었다.
High-speed brushless permanent magnet machines are good for compressor and aerospace applications, etc. since they are conductive to high efficiency, high power density, small size and low weight. This paper presents 3-phase permanent magnet brushless AC Motor designed for the high-speed drives. Especially, we predicted the inverter high frequency pulse width modulation (PWM) switching caused eddy current losses in a permanent magnet brushless dc motor.
변압기에서 단락기계력에 대한 계산 분야는 수직력에 의한 Beam Bending, Tillting, 절연물 압축력과 수평력에 의한 Hoop, Compression 등이 있다. 본 논문은 전력용변압기 내부의 자계를 자기영상법을 이용하여 구하고 계산된 자계를 이용하여 단락 기계력을 구하는 방법을 제안하고자 한다. 또한 기존 FEM과 자기영상법과의 계산결과를 비교하였다.
Efficiency of Multi D.O.F spherical motor is one of the important performance indicators. So Through the reduction of eddy current loss on how to improve the efficiency were studied. Stator iron core's material with high permeability and resistivity of material using the eddy current loss was reduced. However, it was the disadvantages of production and economic. For these reasons, prevent eddy current loss of the iron core of multi D.O.F spherical motor as a viable alternative to motor using rotor with double-air gap.
Fe-Co-Ge 자기변형 합금 복합체는 낮은 자기장에서도 높은 자기 변형 민감도와 고분자 바인더에 의한 절연으로 인하여 저항이 크고, 와전류 손실이 작아 고주파영역 에서도 우수한 자기변형을 가지는 것으로 보고되고 있다. 그러나 희토류계 자기변형 복합체에 비하여 그 성능은 열세이지만, 제조 단가가 저렴하여 높은 성능/가격 대비 효과를 가지므로 초음파 발진소자와 같은 대량의 상업적 응용분야에 적용 가능한 소재로 있다. [1]. 한편 이와 같은 자기 변형 복합체는 고분자 바인더와 결합되어 있어 그 기계적 특성의 향상과 사용주파수 대역의 증가가 요구되어진다. 이에 이들 문제점을 보안하기 위하여 670 GPa의 큰 영률을 갖는 WC 분말의 첨가에 의한 합금복합체의 기계적 및 자기변형 (정적 및 동적) 특성에 미치는 영향에 관하여 연구하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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