• 제목/요약/키워드: 초전도 자석

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ITER 초전도자석 전원공급장치의 고장해석 (Fault Analysis of AC/DC Converter for ITER Superconducting Magnet)

  • 박형진;이승윤;조성만;정인승;황광철;유효열;오종석;최정완;서재학
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.243-244
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    • 2012
  • ITER 초전도자석 전원공급장치에서 고장의 종류는 단락, 단락 외 컨버터 내부고장 그리고 여러 외부요인에 의한 고장 크게 세 가지로 구분된다. 여기서 단락 외 컨버터 내부고장과 외부요인에 의한 고장은 보호시스템 및 장치의 동작으로 인해 피해가 축소된다. 하지만 단락시에는 보호시스템이 동작하더라도 단락전류가 매우 커 큰 피해를 줄 수 있다. 또한 ITER 초전도자석 전원공급장치는 운전 중 발생 가능한 부하의 단락으로부터 초전도자석 및 다른 장치 등을 보호하기 위하여 ITER에서 요구하고 있는 FSC(Fault Suppression Capability: 고장 억제 능력) 조건을 만족해야 한다. FSC 조건에서 전원공급장치는 출력에서 300 kA의 단락전류가 흐를 경우에도 80 ms(50 Hz, 4주기)동안 전기적 고장 없이 견뎌야 한다. 본 논문에서는 전원공급장치에서 발생될 수 있는 주요 단락 항목을 소개하고, 최악의 조건에서 단락전류에 의한 전원공급장치의 고장해석을 통해 FSC 요건을 만족하는 소자 선정 및 구조설계의 적합성을 검증한다.

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ITER 초전도자석 전원공급장치의 구조설계를 위한 유한요소 해석 (FEM Analysis of AC/DC Converter for ITER Superconducting Magnet)

  • 정우식;이승윤;조성만;박형진;정인승;황광철;유효열;오종석;최정완;서재학
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.239-240
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    • 2012
  • ITER 초전도자석 전원공급장치는 대전류를 흘리기 위한 자체 지지구조 버스바와 이를 지지하기 위한 구조물로 구성된다. 장치설계에 있어 버스바와 지지구조물은 단락 시 전자기력에 대한 내성, 통전전류에 의한 버스바 발열 등의 요구조건을 만족하여야 한다. 본 논문은 ITER 초전도자석 전원공급장치에 유한요소해석을 적용하여 여러 요구조건에 부합하는 설계의 적합성을 검증한다.

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용융법으로 제조한 단결정형과 다결정형 YBaCuO초전도체의 부상력 (Levitation force of melt-textured single-and multi-domain YBaCuO superconducotors)

  • 이이성;박현순;국일현;홍계원;김찬중
    • 한국재료학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.105-113
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    • 1998
  • 용융집합조직 YBaCuO 초전도체의 부상력에 미치는 변수들에 대하여 연구하였다. 초전도체의 부상력은 초전도체를 냉각하는 방법, 초전도결정의 방위, 시편의 두께 및 영구자석의 극성변화에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 무자력 냉각한 초전도체에서는 큰 부상력과 작은 일력성분의 얻어지는 반면, 자력냉각한 시료에서는 반대의 결과가 얻어졌다. 이는 초전도체내에 포획된 자력양이 서로 다르고, 이들의 외부자장에 대한 상호작용이 다르기 때문인 것으로 판단된다. 초전도체의 부상력은 외부자력의 방향이 초전도결정의 c축과 평행할 경우 (H//c-axis)가 c-축과 수직한 경우(H//ab-axis)보다 부상력이 2-3배 컸다. 표면자력 3500gauss의 영구자석을 사용할 경우 초전도체의 두께가 8mm이상에서 초전도체의 부상력은 거의 일정하나 그 이하의 두께에서는 두께감소에 따라 선형적으로 감소하였다.

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해외동향

  • 한국전기산업진흥회
    • NEWSLETTER 전기공업
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    • 97-9호통권178호
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    • pp.16-32
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    • 1997
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금속 절연 초전도 코일의 과전류 특성 해석 (Analysis on the over current characteristics of metal insulated HTS coil)

  • 조전욱;심기덕
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1110-1111
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    • 2015
  • 초전도 코일의 안정성(stability)을 향상시키기 방법으로 초전도 자석의 턴(turn) 사이의 절연을 없애는 무절연 코일(no-insulation coil) 및 금속 테이프를 같이 권선하는 금속절연 코일(metal insulation coil)이 제안되어 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 고온초전도 코일의 열적, 전기적 메카니즘을 분석하기 위한 FEM 모델을 제시하고, 이를 사용하여 �치 시 고온 초전도 코일의 안정성 향상 정도를 해석한다.

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초전도 플라이휠 에너지 저장장치용 전동 발전기의 에너지 저장 효율 영향 평가 (Assessment on Energy storage efficiency effects of motor/generator for SFES)

  • 이정필;한영희;정세용;박병준;박병철;성태현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.707-708
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    • 2008
  • 본 논문에서는 초전도 플라이휠 에너지 저장장치 (Superconductor Flywheel Energy Storage System : SFES)의 에너지 변환을 위해 사용된 영구 자석형 전동 발전기(Permanent Magnet Synchronous Motor/Generator : PMSM/G)가 SFES의 에너지 저장효율에 미치는 영향을 평가하였다. SFES 시스템은 YBCO 벌크 초전도체를 이용한 저어널 타입(journal type)의 초전도 베어링을 사용하였으며, 슬롯리스 형 PMSM/G를 사용하였다. PMSM/G의 고정자 코어, 누설 자속 및 감겨진 코일에 의한 저장 에너지 손실을 측정하였다. 사용된 코어의 크기, 누설자속, 및 코일의 적절한 선정을 통하여 저장된 에너지의 손실을 상당히 줄일 수 있음을 확인하였다. 또한 영구자석과 코어가 동시에 회전하는 회전 코어형 전동발전기를 적용하여 에너지 손실을 매우 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

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토카막 핵융합장치용 초전도 자석

  • 류경우;류강식;오봉환;오상수
    • 전기의세계
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    • 제45권7호
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    • pp.12-17
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    • 1996
  • 핵융합 반응을 일으키기 위한 조건으로써는 핵융합 연료를 초 고온 (1억도 이상)의 플라즈마 상태로 그 밀도와 밀폐(반응)시간의 곱이 $10^{20}$sec/m$^{3}$ 이상에 도달하도록 핵융합 반응 공간내에 밀폐시켜야 한다[1]. 현재까지의 밀폐방식으로는 강력한 전자석의 전자력을 이용하는 자계 밀폐방식 (Magnetic Confinement)과 레이져등을 이용하는 관성 밀폐 방식(Inertial Confinement)이 있다. 강력한 자장 발생이 용이한 특징을 지닌 초전도자석이 요구되는 자계 밀폐방식에도 여러가지 방식이 있으나, 크게 분류해 보면 원환체 (Torus)상의 자장을 발생시키는 토러스 밀폐방식과 직선상의 자장을 발생시키는 개방형 밀폐방식으로 대별되며 그 중에서도 핵융합 반응을 일으키기 위한 조건에 가장 근접한 플라즈마를 실현시키고 있는 토러스 밀폐방식의 일종인 토카막(Tokamak) 핵융합장치용 초전도자석에 대해 고찰한다.

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