• 제목/요약/키워드: Magnetic cooling

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1MVA 고온 초전도 변압기 개념 설계 및 3차원 전자장 해석 (Conceptual Design and 3-D Electromagnetic Analysis of 1MVA HTS Transformer)

  • 박찬배;김우석;최경달;주형길;홍계원;한송엽
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제52권1호
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    • pp.23-26
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    • 2003
  • This paper presents conceptual design and 3-D electromagnetic analysis of IMVA transformer with BSCCO-2223 High Tc Superconducting (HTS) tapes. The rated voltages of each sides of the transformer are 22.9 kV and 6.6 kV, and double pancake windings were adopted. High voltage and Low voltage sides were composed of several double pancake windings. Four HTS tapes were wound in parallel for the windings of low voltage side and were transposed in order to distribute the currents equally in each conductor The transformer core was designed as a shell type core made of laminated silicon steel plates and the core is separated with the windings by a cryostat with Fiberglass Reinforced Plastics(FRP). A sub-cooling system using L$N_2$ were designed to maintain the coolant temperature 65K. Finally perpendicular components of magnetic field applied to tapes were calculated 0.247 in the rated operation using 3-D analysis. A real 1MVA HTS transformer will be manufactured in near future based on the design parameters presented in this paper.

급속응고된 Fe-6.5wt% Si 강판의 미세조직과 자기적 특성에 미치는 열처리의 영향 (Effect of Heat Treatment on Microstructures and Magnetic Properties of Rapidly Solidified Fe-6.5wt % Si sheet)

  • 황동하;이갑호;이태행;구자명
    • 열처리공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.149-154
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    • 1995
  • The alloying of 6.5wt % Silicon in iron decreases the magnetization and the anisotropy and minimizes the iron loss noticeably. But it is very difficult to make thin sheets because of its poor ductility which is due to an ordering reaction (body centered cubic to CsCI type crystal structure). However the ordering reaction can be suppressed by rapid solidification method. The cooling rate of rapidly solidified Fe-6.5wt % Si alloy is about $10^3K/s$ and rapidly solidified structure are fine structure, cellular structure, dendrite and equiaxed grain from surface. The precipitates of $DO_3$ Phase emerges on $B_2$ matrix and the coercive force was 0.51 Oe (50cycle, 15KGauss) in Fe-6.5wt% Si alloy which was processed by heat treatment of $1150^{\circ}C$ for 1hr in high vacuum.

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페롭스카이트 $CaGa_{1-x}Fe_xO_{3-y}$계의 비화학량론과 물리적 성질 (Nonstoichiometry and Physical Properties of the Perovskite $CaGa_{1-x}Fe_xO_{3-y}$ System)

  • 노권선;류광현;장순호;여철현
    • 대한화학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.295-301
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    • 1996
  • $CaGa_1-xFexO_3-y$계의 x=0.25, 0.50, 0.75 및 1.00에 해당하는 고용체를 $1150^{\circ}C$, 대기압하에서 제조하였다. X-선 회절분석, Mohr염 정정, Mossbauer 분광분석을 수행하여 합성된 고용체들의 구조, 비화학량론적 화학식 및 양이온들의 분포를 결정한 후 전기전도도와 자기측정을 수행하여 물성에 관한 논의를 하였다. X-선 회절분석으로부터 얻은 모든 조성의 결정계는 브라운밀러릿 사방정계이다. 환산 격자부피는 단위세포의 차원이 다른 X=0.25의 조성을 제외하고 x값이 증가함에 따라 직선성을 가지고 증가한다. Mohr염분석 결과 고용체들은 $Fe^{4+}$ 이온을 포함하지 않고 산소공위의 몰수인 y값은 0.50으로 고정된 값을 가진다. Mossbauer 분광분석으로부터 Fe 이온의 산화상태, 배위상태, 브라운밀러릿 구조 및 $Ga^{3+}$$Fe^{3+}$ 이온의 분포를 논의하였다. 전기전도도와 활성화에너지는 x값이 증가함에 따라 각각 증가와 감소하고 이들로부터 전자 전기전도 메커니즘을 제안한다. x=0.50~1.00의 조성을 냉각하면서 자기측정을 수행할 때 열적 자기 히스테리시스가 나타나며 이러한 현상을 공간군과 Dzyaloshinsky-Moriya 상호작용을 기초로 논의하였다.

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RBF 뉴럴네트워크를 이용한 리니어형 초전도 전원장치의 비선형적 충전전류특성 해석 (Nonlinear Characteristic Analysis of Charging Current for Linear Type Magnetic Flux Pump Using RBFNN)

  • 정윤도;박호성;김현기;오성권
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.140-145
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    • 2010
  • 본 연구에서는 초전도 전원장치의 비선형적인 충전특성을 이론적으로 해석하기 위해서 Radial Basis Function 뉴럴 네트워크를 적용하였으며 이를 바탕으로 초전도 부하 마그넷에 따른 충전특성의 경향을 해석하였다. 본 논문에서는 안정적인 충전전류를 발생시키고 충전전류를 쉽게 제어할 수 있는 리니어형 초전도 전원장치를 개발하였고, 극저온 시스템에서 충전전류 특성을 실험적으로 수행하였다. 이를 통해 초전도 전원장치는 초전도 선재(초전도 Nb 박막)를 사용하기 때문에 비선형적인 충전전류 특성을 가짐을 알 수 있었다. 일반적으로, 극저온에서의 실질적인 실험에 있어서 주변 환경에 따른 냉각 비용 문제 등이 대두되기 때문에 다양한 실험을 수행하는데 연구의 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 개발된 초전도 전원장치의 주파수에 대한 비선형적인 충전 특성을 기반으로 지능형 알고리즘인 RBF 뉴럴 네트워크를 통해서 그 결과를 예측하고 이에 대해서 지능 모델을 구현하였다. 본 논문에서 사용된 RBF 뉴럴 네트워크에서는 효율적인 데이터 처리를 위해서 은닉층에 FCM 클러스터링 알고리즘을 사용하였으며, 클러스터의 수가 모델의 은닉층에서의 노드의 수가 되도록 설계하였다.

생활폐기물(生活廢棄物) 소각(燒却) 바닥재의 자력선별(磁力選別)에 따른 ferrous material의 분리(分離) 특성(特性) (Separation of Ferrous Materials from Municipal Solid waste Incineration Bottom Ash)

  • 엄남일;한기천;유광석;조희찬;안지환
    • 자원리싸이클링
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    • 제16권3호
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    • pp.19-26
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    • 2007
  • 도심지에서 발생하는 생활폐기물들은 재활용 가능한 목재나 iron 등을 분리시킨 후 소각장으로 보내지기 때문에 자기류나 유리류 그리고 가장 많은 양을 차지하고 있는 가연성 물질로 존재하게 된다. 하지만 소각 전 분리 공정에도 불구하고 생활폐기물에서의 iron의 함유량은 약 $3{\sim}11%$에 달하고 있다. 이러한 iron은 소각로에서 소각 처리될 경우 약 $1000^{\circ}C$의 온도(로의 내부 온도)에서 산화반응에 의해 표면에 산화물 층을 형성하게 된다. 소각된 바닥재는 water-cooling냉각 처리를 통해 냉각되며 물과 접촉한 iron 표면의 산화물 층은 심한 붕괴가 일어나 부식작용이 더욱 활발히 일어나며 많은 양의 ferrous material($Fe_3O_4,\;Fe_2O_3,\;FeS_2$)을 생성하게 된다. 이러한 iron과 ferrous material은 산화 환원 작용에 의해 부피변화를 일으키기 때문에 시멘트 골재 등으로의 재활용 시 많은 문제점을 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소각 바닥재를 이용하여 각 입도별 자력선별에 따른 ferrous material의 분리 특성에 대해 연구하였다. 그 결과 전체 바닥재의 약 18.7%(ferrous product; $Fe_3O_4,\;Fe_2O_3,\;FeS_2$, iron)가 자력선별(자력세기:3800gauss)에 의해 분리 되었으며 1.18mm이상의 입도에서 전체 ferrous product의 87.7%가 분포하였다. iron의 경우 전체 바닥재의 약 3.8%의 함유량을 보였으며 1.18mm이상의 입도에서 전체 iron의 99%이상이 존재하였다.

페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그의 인 흡착특성 (Phosphorus Adsorption Characteristic of Ferronickel and Rapid Cooling Slags)

  • 박종환;서동철;김성헌;박민규;강병화;이상원;이성태;최익원;조주식;허종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.169-177
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    • 2014
  • 본 연구는 철강산업에서 배출되는 산업폐기물의 일종인 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그의 인공습지나 여과시스템에서 인을 효과적으로 흡착 처리하기 위해 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그를 입경별(유효입경: 0.5 mm, 2.5 mm)로 구분하여 Freundlich 및 Langmuir 등온흡착실험을 통해 인에 대한 흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식에 의한 페로니켈슬래그(FNS)와 제강급랭슬래그(RCS)의 인 흡착능(K)은 RCS 0.5(0.5105) > RCS 2.5(0.3571) > FNS 2.5(0.0545) ${\fallingdotseq}$ FNS 0.5(0.0400) 순이었으며, 본 실험에 사용된 모든 슬래그의 흡착강도(1/n) 값이 0.19954-0.3657범위로 1보다 작으므로 모두 L형의 등온흡착식으로 판단 할 수 있었다. Langmuir 등온흡착식에 의한 인의 최대흡착능(a)은 FNS 0.5, FNS 2.5, RCS 0.5, RCS 2.5가 각각 320, 187, 3,582 및 2,983 mg/kg이었다. 슬래그의 실제 흡착량과 Freundlich와 Langmuir 등온흡착 일반식을 적용한 결과 실제 인의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해서 잘 일치하였다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Freundlich와 Langmuir 등온흡착식을 이용한 슬래그의 인 흡착능력은 제강급랭슬래그(RCS)가 페로니켈슬래그(FNS)보다 높았으며, 고로급랭슬래그는 인공습지나 여과시스템에서 인 흡착을 위한 여재로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

THE MILLIMETER-RADIO EMISSION OF BL LACERTAE DURING TWO γ-RAY OUTBURSTS

  • Kim, Dae-Won;Trippe, Sascha;Lee, Sang-Sung;Park, Jong-Ho;Kim, Jae-Young;Algaba, Juan-Carlos;Hodgson, Jeffrey A.;Kino, Motoki;Zhao, Guang-Yao;Wajima, Kiyoaki;Kang, Sincheol;Oh, Junghwan;Lee, Taeseok;Byun, Do-Young;Kim, Soon-Wook;Kim, Jeong-Sook
    • 천문학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.167-178
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    • 2017
  • We present a study of the inexplicit connection between radio jet activity and ${\gamma}$-ray emission of BL Lacertae (BL Lac; 2200+420). We analyze the long-term millimeter activity of BL Lac via interferometric observations with the Korean VLBI Network (KVN) obtained at 22, 43, 86, and 129 GHz simultaneously over three years (from January 2013 to March 2016); during this time, two ${\gamma}$-ray outbursts (in November 2013 and March 2015) can be seen in ${\gamma}$-ray light curves obtained from Fermi observations. The KVN radio core is optically thick at least up to 86 GHz; there is indication that it might be optically thin at higher frequencies. To first order, the radio light curves decay exponentially over the time span covered by our observations, with decay timescales of $411{\pm}85$ days, $352{\pm}79$ days, $310{\pm}57$ days, and $283{\pm}55$ days at 22, 43, 86, and 129 GHz, respectively. Assuming synchrotron cooling, a cooling time of around one year is consistent with magnetic field strengths $B{\sim}2{\mu}T$ and electron Lorentz factors ${\gamma}$ ~ 10 000. Taking into account that our formal measurement errors include intrinsic variability and thus over-estimate the statistical uncertainties, we find that the decay timescale ${\tau}$ scales with frequency ${\nu}$ like ${\tau}{\propto}{\nu}^{-0.2}$. This relation is much shallower than the one expected from opacity effects (core shift), but in agreement with the (sub-)mm radio core being a standing recollimation shock. We do not find convincing radio flux counterparts to the ${\gamma}$-ray outbursts. The spectral evolution is consistent with the 'generalized shock model' of Valtaoja et al. (1992). A temporary increase in the core opacity and the emergence of a knot around the time of the second ${\gamma}$-ray event indicate that this ${\gamma}$-ray outburst might be an 'orphan' flare powered by the 'ring of fire' mechanism.

자기 공명영상 시스템의 수소원자 공명 주파수법을 이용한 생체 내 열 전달 관찰 (In-Vivo Heat Transfer Measurement using Proton Resonance Frequency Method of Magnetic Resonance Imaging)

  • 조지연;조종운;이현용;신운재;은충기;문치웅
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권3호
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    • pp.172-180
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    • 2003
  • 본 연구에서는 자기공명영상(MRI)에서 수소 원자핵의 공명주파수(PRF) 방법을 기반으로 인체 종아리 근육 외부의 열원에 의해 근육 내부로 열원이 전달되는 과정을 비침습적으로 관찰하는 방법을 제시한다. 열전달과정을 온도 변화로 측정하였는데 온도 영상의 안정성 및 보정 실험은 phantom을 이용하였고 온도의 변화는 phantom과 인체 모두에서 측정하였다. Phantom 실험은 agarose gel을 중탕하여 약 50℃까지 가열시킨 후 1시간의 냉각과정 동안 매 3분마다 데이터를 획득하였다. 인체 실험에서는 지원자의 종아리(the calf)에 hot pack을 이용하여 열을 전달하였다. Hot pack을 발열시키기 전에 기준 데이터를 1번 획득하고, 발열시킨 후부터 매 2분마다 30분 동안 데이터를 획득하였다. 획득된 영상 데이터는 위상차 영상으로 재구성된 다음 각 ROI에서의 평균 위상차를 관측하였다. 온도를 34.2∼50.2℃의 범위에서 변화시켰을 때 phantom의 위상차는 온도 변화에 대해 선형적으로 변하였다. 이 범위에서 측정된 온도의 해상도는 0.0457 radian/℃(0.0038 ppm/℃)였다. 인체 실험에서는 각 영상에서 hot pack과 가까운 위치의 평균 위상차가 hot pack과 먼 위치의 평균 위상차보다 작은 값을 나타냈다 이를 통해 같은 영상 단면에서도 열원(heat source)과의 거리에 따라서 온도 변화가 다르게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구를 통해 PRF방법을 이용하여 MRI에서도 비침습적으로 인체 내부의 열전달과정을 관측하였고 이로서 온열치료 시 MRI가 임상적 이용 가능성이 있음을 확인하였다.

SMES용 전도냉각형 고온초전도 자석의 설계, 제작 및 평가 (Design, Fabrication and Evaluation of a Conduction Cooled HTS Magnet for SMES)

  • 배준한;김해종;성기철
    • 에너지공학
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    • 제20권3호
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    • pp.185-190
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    • 2011
  • 본 논문은 초전도 에너지 저장장치(SMES)용 전도냉각형 고온초전도 자석의 설계, 제작 및 평가에 대해 기술한다. 고온초전도 자석은 황동 안정화재를 갖는 2개의 Bi-2223 다심 선재가 적층된 4-ply 도체로 제작된 22개의 double pancake coil(DPC)로 구성된다. 그리고, 각 DPC는 내경과 외경이 각각 500 mm, 691 mm이고 높이가 10 mm인 2개의 single solenoid coil로 구성된다. 코일 내부의 전기적 손실에 의해 발생된 열의 냉각을 위하여 DPC 사이에 두께 3 mm의 알루미늄 판이 내재된다. 고온초전도 자석은 2단 Gifford McMahon 냉동기에 의해 5.6 K까지 냉각된다. 충전전류가 증가할수록 방전시 고온초전도에서의 최대 온도가 증가 하였다. 충전전류가 360 A일 때 ��치 없이 고온초전도 자석에 1 MJ의 자기에너지가 성공적으로 저장되었다. 본 연구에서는 SMES용 전도 냉각형 고온초전도자석에 대한 열적, 전자기적 특성을 보이고, 본 연구를 통해 얻어진 결과는 전도냉각형 고온초전도자석의 최적설계 및 안정도 평가에 활용될 것이다.

1MVA 고온 초전도 변압기 개념설계 및 3차원 전자장 해석 (Conceptual Design and 3-D electromagnetic analysis of 1MVA HTS Transformer)

  • 박찬배;김우석;한송엽;최경달;주형길;홍계원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.943-945
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    • 2002
  • This paper presents conceptual design and 3-D electromagnetic analysis of 1MVA transformer with BSCCO-2223 High Tc Superconducting (HTS) tapes. The rated voltages of each sides of the transformer are 22.9 kV and 6.6 kV, and double pancake windings were adopted. High voltage and Low voltage sides were composed of several double pancake windings. Four HTS tapes were wound in parallel for the windings of low voltage side and were transposed in order to distribute the currents equally in each conductor. The transformer core was designed as a shell type core made of laminated silicon steel plates and the core is separated with the windings by a cryostat with Fiberglass Reinforced Plastics(FRP). A sub-cooling system using $LN_2$ were designed to maintain the coolant temperature of 65K. Finally perpendicular components of magnetic field applied to tapes were calculated 0.24T in the rated operation using 3-D analysis. A real 1MVA HTS transformer will be manufactured in near future based on the design parameters presented in this paper.

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