• 제목/요약/키워드: high temperature superconductor (HTS)

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Characterization of electromechanical properties of Sn-Cu double layer stabilized GdBCO coated conductor tapes at 77 K

  • Shin, Hyung-Seop;Diaz, Mark Aangelo;Lee, Jae-Hun
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.26-30
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    • 2017
  • The promising characteristics of 2G high-temperature superconductor (HTS) coated conductor (CC) tapes have made it possible to apply to various electrical device applications. In this study, the mechanical and electromechanical properties of Sn-Cu double layer stabilized GdBCO CC tapes have been characterized. The stress and strain tolerances of $I_c$ in GdBCO CC tapes adopting stainless steel substrate were evaluated using $I_c$-strain measurement at 77 K under both uniaxial tension and monotonic bending conditions. The results were compared to the conventional single Cu layer stabilized CC tape. As a result, the Sn-Cu double layer stabilized GdBCO CC tapes showed somehow lower or comparable electromechanical properties as compared to the Cu stabilized CC tape ones.

초전도전력설비의 구성 및 운전 (Operation and Configurgation of Superconducting Machines and Devices in Utility System)

  • 홍원표;이원규;곽희로
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 1996년도 추계학술발표회논문집
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    • pp.116-121
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    • 1996
  • An image of future power system which has introduced superconducting generator, cable, transformer, fault current limiter, SMES and so on is presented. Conceptual designs of each SC machines and devices are carried out. The SC cable and SFCL utilize the high Tc superconductor(HTS) cooled by liquid $N_2$Other devices use low temperature superconducting cooled by He. The SC power system models are proposed detailedly. In viewpoint of the operation and control SC power system, The concrete design direction and effective role of each SC apparatus are investigated. In this paper, it is pointed that superconducting fault limiters(SFCLs) should play an important part of the quenching current level coordination to prevent the other SC devices from quenching. Finially, SFCL are also expected to he very effective to introduce flexibility of power system configuration and operation due to their possibility to enhance transient stability and reduce short circuit current.

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GM 냉동기를 이용한 네온 액화기 제작 (I) (Neon liquefier system using GM cryocooler (I))

  • 권운식;손명환;백승규;이언용;권영길;권용덕
    • 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도저온공학회 2003년도 학술대회 논문집
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    • pp.266-268
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    • 2003
  • The neon liquefier by using GM cryocooler is designed and in process of manufacturing for the cooling of 100 hp high temperature superconductor (HTS) motor. It was used the principle of thermosyphon that the rotor of the motor is cooled by the latent heat of liquidized neon. The cold-box was designed to minimize heat loss by conduction, convection, radiation. Two heat exchanger were made to liquefy neon by the direct contact of neon gas on the cold head. As a first stage of our project, evaporation apparatus will be setup in the inner field of the cold-box and then the performance of neon liquefier will be test.

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외부자장하에서 SMES용 HTS도체의 DC 전압 - 전류 특성 (DC Voltage - Current Characteristics of a High Temperature Superconductor for Superconducting Magnetic Energy Storage in External Magnetic Fields)

  • 이주영;마용호;류경우;김해종;성기철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.937-938
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    • 2007
  • 임계온도가 높아 외부교란에 대하여 대단히 안정한 장점을 지닌 고온초전도체를 이용하여 600 kJ급의 SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage)용 마그네트를 개발하고 있으며, 이의 설계 제작에 선행하여 선정된 4-ply도체에 대한 N-value 및 임계전류 특성을 상이한 외부자장의 크기 및 방향에 대하여 조사하였다. 그 주요 결과를 요약하면 4-ply도체의 측정된 N-value는 이의 정의에 사용된 전계영역의 범위에 따라 매우 상이하며, 또한 경사자장 ($\theta=30^{\circ}$)에 대하여 측정된 임계전류는 4-ply도체 면에 수직한 자장성분으로부터 계산된 임계전류와 비교적 잘 일치함을 알 수 있다.

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고온 초전도 더블 팬케이크의 접합 수 감소를 위한 권선 방법에 관한 연구 (A Study on the Winding Method for Reducing Joints of the High Temperature Superconducting Double Pancake Coil)

  • 강재식;조현철;장재영;황영진;이지호;이우승;박영건;고태국
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.30-33
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    • 2012
  • A double pancake winding method is widely used to make the superconducting magnet, using high temperature superconductor (HTS) tape. In the double pancake winding method, the joints with contact resistances between double pancake coils are inevitably needed. The electrical joule heating on the contacts causes refrigerant loss during operation. And a space outside the winding, for splices and mechanical support, is more than that for its layer-wound equivalent. In this paper, a double pancake winding method in order to reduce the number of the joints was proposed. Both of the double pancake coils using the conventional winding method and the proposed winding method have been fabricated and tested to make the solution technically feasible in the double pancake winding method. Especially, critical-current tests of the fabricated double pancake coils were conducted in order to show the same performance and confirm contact resistances between double pancake coils.

Coated Conductor의 특성 및 미세조직에 미치는 고온열처리 영향 (Effects of High Temperature Heat Treatment on the Microstructure and Superconducting Property of HTS Coated Conductor)

  • 도민호;홍계원;이희균
    • Progress in Superconductivity
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    • 제11권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 고온초전도 CC를 다른 산소 분압에서 Ag과 YBCO의 녹는점 보다 낮은 온도에서 열처리시 CC의 특성에 미치는 영향을 실험하였다. 전류의 수송능력과 미세구조는 보호층인 Ag의 존재여부에 다양하게 영향을 미친다. Ag를 제거한 CC를 $850^{\circ}C$의 산소 분위기에서 2시간 동안 열처리 한 시편의 경우 CC의 임계전류의 특성에 영향을 미치지 않았다. 그러나 Ag를 제거하지 않은 CC를 $800^{\circ}C$의 산소 분위기에서 2시간 동안 열처리한 시편의 경우 임계전류가 140 A에서 8 A로 떨어지는 결과를 보였다. 또한, Ag을 제거하지 않은 CC를 1000 ppm 산소 분위기의 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리한 시편의 경우 임계전류 값이 원래 $I_c$ 값의 $70{\sim}80%$의 임계전류 값이 나타났다. SEM 이미지와 XRD 회절 분석 결과 Ni과 Cr 원자들이 표면으로 확산되어 CC의 전류수송 특성에 영향을 미친다.

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마이크로파 응용을 위한 고온초전도 필터 서브-시스템

  • 강광용;김현탁;곽민환
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제14권3호
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    • pp.20-40
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    • 2003
  • 고온초전도 필터의 무부하 양호도 값(unloaded Q-value)이 매우 높기 때문에, 삽입손실의 증가없이 극수(pole number)를 크게 증가시킨 대역통과 및 저역통과 필터를 제작할 수 있다(현재, 70-pole 대역통과 필터가 개발). 초전도 필터는 급준한 스컷 특성과 차단대역에 대한 양호한 감쇠수준을 얻을 수 있고, 집중상수형 공진기(lumped element resonators)를 사용하거나 지연파(slow wave) 특성을 활용하면 소형화가 가능하다. 다성분계인 산화물(oxide) 고온초전체를 에피택셜 박막 및 대면적(4-인치급) 박막으로 제조함으로서 다양한 구조의 평면형(planar type) 필터 개발뿐만 아니라, 전력처리력(power handling capability)도 향상시킬 수 있게 되었다. 최근에 고온초전도 평면형 필터는 반도체 저잡음 증폭기(GaAs-based LNA), 초소형 냉각기(mini-cooler)와 집적되어 서브-시스템화되었다. 그리고 이동통신 기지국용 수신전치부(receiver front-end) 서브-시스템으로 발전하여 통신시스템의 잡음수준과 인접한 주파수 대역에 의한 전파간섭을 현저히 줄일 수 있고, 동시에 주파수 이용효율의 향상과 통신시스템의 용량증대도 가능케 하고 있다. 본고에서는 고온초전도체 필터의 원리, 종류 및 설계법, 그리고 초전도 필터의 특징과 상품화의 요구사항에 대해 알아보고, 이동통신 기지국 수신 전치부용으로 사용되고 있는 고온초전도 필터 시스템개발과 관련된 연구 및 시장 동향의 특징들을 살펴보고자 한다.

SMES용 고온초전도 코일에 인가되는 최대 자기장의 계산 (Estimation of the maximum magnetic field applied perpendicularity on the HTS conductor for a large scale SMES)

  • 이지영;이세연;김영일;박상호;최경달;이지광;김우석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1120-1121
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    • 2015
  • 대용량 SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)를 제작하기 위해서는 높은 자장특성을 가고 있는 2세대 HTS(High-Temperature Superconductor) 선재를 사용하는 것이 효율적이다. SMES의 에너지밀도를 높이기 위해서는 선재에 많은 전류를 흘려야 하는데, 수직자기장이 커지면 임계전류가 작아지는 2세대 HTS 선재의 특성상 토로이드형태의 SMES가 유리하다. SMES를 설계하기 전에 선재의 사용량을 줄이고 체적을 줄이기 위해서 정확한 설계와 평가가 필요하다. 유한요소법을 사용한 상용프로그램을 이용하여 쉽게 해석할 수 있으나 토로이드 형태의 SMES는 대칭성의 문제로 3차원 해석을 해야만 한다. 그러나 2차원 해석에 비해 여러 가지 제약조건이 따르며 해석 시간이 많이 소요된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 분석적이고 통계적으로 고온 초전도 코일에서 작용하는 최대 수직자장을 결정하는데 이해하기 쉽고 효율적으로 계산하는 방법을 제시했다. 본 논문에서는 싱글펜케이크코일의 크기에 따른 최대 자장값을 계산하였고 싱글펜케이크코일이 토로이드형태로 배치된 토로이드 모델에서 주변코일이 싱글펜케이크코일의 미드포인트에 미치는 자장값을 계산하여 두 계산값을 합하는 방식으로 최대 자기장을 계산하였다. 이 방법은 현저한 시간단축과 효율적인 설계를 할 수 있는 새로운 계산 방법으로 기존 FEM을 사용해 걸리는 시간에 비해 1/1000정도의 시간단축을 할 수 있었다.

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Discretized solenoid design of a 1.5 T and a 3.0 T REBCO whole-body MRI magnets with cost comparison according to magnetic flux

  • Wonju Jung;Geonyoung Kim;Kibum Choi;Hyunsoo Park;Seungyong Hahn
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.75-80
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    • 2023
  • Rare earth barium copper oxide (REBCO) materials have shown the possibility of high-temperature superconductor (HTS) magnetic resonance imaging (MRI) magnets due to their elevated transition temperature. While numerous MRI magnet designs have emerged, there is a growing emphasis on estimating the cost before manufacturing. In this paper, we propose two designs of REBCO whole-body MRI magnets: (1) 1.5 T and (2) 3.0 T, the standard center field choices for hospital use, and compare their costs based on conductor usage. The basis topology of the design method is based on discretized solenoids to enhance field homogeneity. Magnetic stress calculation is done to further prove the mechanical feasibility of their construction. Multi-width winding technique and outer notch structure are used to improve critical current characteristic. We apply consistent constraints for current margins, sizes, and field homogeneities to ensure an equal cost comparison. A graph is plotted to show the cost increase with magnetic flux growth. Additionally, we compare our designs to two additional MRI magnet designs from other publications with respect to the cost and magnetic flux, and present the linear relationship between them.