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문제 정의
- 본 연구는 single-stage 유도형 코일건 방식의 차단기 조작부 엑츄에이터를 제안하여 그 기술적 가능성을 검토하였다. 본 연구에서 제안한 single-stage 유도형 코일건은 종래의 코일건 방식에 비해서 초기 가속력이 크고 구조가 간단하며, 자성체를 사용하지 않으므로 발생하는 힘에 있어서 제한이 없고, 종래의 고전압 커패시터에서 전해콘덴서를 사용하는 방식을 도입하여 경제성 및 동작효율을 대폭적으로 개선하였다.
- 본 연구에서 설정한 목표는 72.5kV, 20kA의 GCB의 조작부 구동을 위한 코일건의 제작이다. GCB의 동작을 위한 조작부의 파라메터는 표 1과 같다.
- 또한 자성체의 포화효과로 인하여 큰 조작력을 얻는 데는 한계가 었다. 영구자석이나 전자석을 사용하는 것의 단점인 조작력의 한계를 극복하기 위해서 순수 도체만을 이용하여 전자력을 얻는 방식이 본 연구에서 제안하는 코일건 타입의 조작기이다, 이 방식은 자성체를 사용하지 않으면서 코일에 펄스 전류를 흘릴 때 발생하는 코일과 도체사이의 반발력을 이용하는 방식이다[1, 2], 본 연구는 코일건 타입의 액츄에이터가 기존의 기계식 조작기를 대체할 수 있는지의 여부를 판단하기 위해서 필요한 기술적 가능성의 검토를 목적으로 하였다.
가설 설정
- 코일건의 발사 과정의 시뮬레이션을 위해 피투사체를 여러 개의 절연된 단락코일로 나누어져 있는 것으로 가정하고 등가회로 방정식을 세운다. 등가회로 방정식과 피투사체의 운동 방정식을 Runge-Kutta 방법으로 해석하면 시간에 따른 피투 사체의 위치와 속도, 구동코일의 전압, 전류의 변화를 구할 수 있다.
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