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문제 정의
- 측정한 실험 결과로부터 자장압축발전기 의 설계조건에 따라 나타나는 다양한 출력특성의 변화를 분석하였고, 에너지 증폭률과 효율지수가 높은 자장압축발전기 를 설계할 수 있는 기법들에 대하여 논의하였다. 또한 코일의 직경과 길이가 각각 50 mm와 200 mm일 때 임의의 부하에 대하여 에너지 증폭률과 효율지수가 높은 자장압축발 전기를 설계할 수 있는 경험식을 제시하고, 자장압축발전기 의 설계방법에 대하여 기술하였다. 향후에는 자장압축발전 기의 일반화된 설계기법과 자장압축발전기의 출력을 높이기 위하여 자장압축발전기를 다양하게 결합하는 기법들에 대하여 연구하고자 한다.
- 마지막으로 자장압축발전기의 출력 성능을 평가하기 위한 효율지수(figure of merit)의 정의에 대하여 살펴보자. 자속이 보존되는 이상적인 경우, 초기 전류와 초기 인덕턴스 그리고 최종 전류와 최종 인덕턴스 사이에 Io - Lo=If - Lf 의 관계가 성립한다.
- 본 논문에서는 코일의 설계조건에 따른 출력특성의 변화에 대한 이해의 폭을 넓히고, 자장압축발전기의 실제 응용분야에 적합하도록 에너지 증폭률과 효율지수가 높은 나선형 자장압 축발전기의 설계기법을 제시하기 위하여 나선형 코일의 직경과 길이를 일정하게 유지하면서 코일의 구획수, 구획길이, 피치 그리고 도선의 직경과 가닥수 등을 변경한 자장압축발전기를 제작한 후 출력특성을 측정하고 분석하였다.
- 본 절에서는 자장압축발전기의 실험분석결과와 전산 해석을 기초로 하여 코일의 직경과 길이가 50과 200 mm일 때에 부하 인덕턴스의 크기에 따라 코일을 설계하는 간단한 기법을 제시하였다.
- 코일의 설계변수 중에서 코일의 구획수와 피치, 구획길이 및 도선의 직경을 변경한 자장압축발전기를 제작하여 출력 특성을 측정하였다. 측정한 실험 결과로부터 자장압축발전기 의 설계조건에 따라 나타나는 다양한 출력특성의 변화를 분석하였고, 에너지 증폭률과 효율지수가 높은 자장압축발전기 를 설계할 수 있는 기법들에 대하여 논의하였다. 또한 코일의 직경과 길이가 각각 50 mm와 200 mm일 때 임의의 부하에 대하여 에너지 증폭률과 효율지수가 높은 자장압축발 전기를 설계할 수 있는 경험식을 제시하고, 자장압축발전기 의 설계방법에 대하여 기술하였다.
- 또한 코일의 직경과 길이가 각각 50 mm와 200 mm일 때 임의의 부하에 대하여 에너지 증폭률과 효율지수가 높은 자장압축발 전기를 설계할 수 있는 경험식을 제시하고, 자장압축발전기 의 설계방법에 대하여 기술하였다. 향후에는 자장압축발전 기의 일반화된 설계기법과 자장압축발전기의 출력을 높이기 위하여 자장압축발전기를 다양하게 결합하는 기법들에 대하여 연구하고자 한다.
가설 설정
- 여러 응용분야에서 자장압축발전기의 장점은 첫째로 화약을 에너지원으로 사용함으로 축전기와 인덕터에 비하여 순간적으로 높은 에너지를 출력하며, 둘째로 동일한 용량의 에너지원을 가정할 때 다른 시스템에 비하여 이동이 용이하다. 마지막으로 동일한 용량의 에너지원을 가정하고, 사용의 빈도수를 고려할 때에 자장압축발전기를 사용하는 비용이 다른 시스템을 갖추는 비용과 비교하여 저렴하다는 것이다. 반면에 자장압축발전기의 단점은 첫째로 대전류를 출력하지만 상대적으로 낮은 전압을 출력하는 특성이 있어 대부분의 응용분야에서 개방스위치와 변압기 등으로 구성된 전력조절 장치가 필요하며, 둘째로 화약을 사용함으로 반복적 사용이 어렵고, 화약폭발에 의한 위험요소의 방지가 필요하다.
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