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Gearless 터보기기용 200[kW], 30000[rpm] 유도전동기 설계 및 특성 해석
Design and Characteristic Analysis of an 200[kW], 30000[rpm] Induction Motor for Gearless Turbo Machine 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.30 no.3, 2006년, pp.420 - 427  

조원영 (동아대학교 전기공학과) ,  우경일 (부경대학교 전기제어계측공학부) ,  조윤현 (동아대학교 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes design and characteristic analysis of the 200[kW], 3000[rpm] induction motor for gearless turbo machine. It was designed by the loading distribution method and the results of characteristics obtained by the equivalent circuit method are compared with the results of circle diagra...

주제어

#원선도법   #유한요소법   #기어리스 터보 기기   #장하분배법  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 200[kW] 3000[rpm] 터보기기 기어리스 구동용 유도전동기 설계 및 특성해석에 관해서 설명한다. 장하 분배법⑴을 이용하여 유도전동기를 설계한 후 등가회로법을 이용하여 특성해석을 실시하고, 실부하법 특성실험이 불가능하므로 원선도법을 이용하여 구한 특성 해석 값을 등가회로법을 이용한 특성해석 결과 값과 비교 한다[2],[4].
  • 본 논문에서는 200[kW] 3000[rpm] gearless 구동용 유도전동기 설계 및 특성해석에 관해서 설명하였다. 장하분배법을 이용하여 유도전동기를 설계한 후 등가회로법을 이용하여 특성해석을 실시하고, 실부하법 특성실험이 불가능하여 원선도법을 이용하여 특성값을 구하여 등가회로법을 이용한 특성해석 결과 값과 비교하였다.
  • 이 두 방법 모두 각기 장단점을 지니고 있으며 설계자의 선호에 따라 선택되어지고 있다. 본 논문에서는 전동기 설계에 기초가 된 장하 분배법을 이용하여 유도전동기를 설계한다.

가설 설정

  • 고속회전운동을 하는 가변속 전동기의 회전자와 고정자에서 발생하는 진동과 소음을 최소화하기 위해서는 3차원 유한요소법을 이용한 해석기술이 필요하다. 3차원 해석기술 확보를 위해서 유도전동기 의 회전자 바들 중에서 하나가 끊어진 것으로 가정하고 3차원 해석을 수행하였다. 그림8은 원 모델과 회전자 바가 끊어진 모델에 대한 전류 밀도 그래프를 나타내며 그림에서는 전기각이다.
  • 유한요소 해석은 Ansoft 사의 Maxwell 2D을 이용하였으며, 과도해석을 위하여 EMpulse 모듈을 사용하였다. 해석방법은 회전자가 정격시의 슬립(slip = 0.005)이 발생하는 것으로 가정하고, 전원이 인가될 때 회전자에서 발생하는 토크와 권선전류의 변화를 관찰하기로 한다. 회전자의 슬립은 실제의 유도 전동기에 부하는 인가될 때의 슬립 현상 을 나타내는 것으로, 본유한 요소해석에서는 정격 시슬립에서만 해석하였다.
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참고문헌 (11)

  1. 磯部直吉, '新版 電氣機器設計學', オ-ム社, 東京, 1966 

  2. 山下善太郞, '交流機器の理論と設計', 新思潮社, 東京, 1966 

  3. C. G. Veinott, 'Performance Calculation on Induction Motors', Trans. AIEE. Vol. 51, pp. 734-755, 1932 

  4. A. F. Puchstein, 'Calculation of Slot Constant', Trans, AIEE, Vol. 66, pp. 1315-1323, 1947 

  5. P. L. Alger, 'Stray Load Losses in Polyphase Induction Machines', Trans. AIEE part, Vol. 78, pp. 349-357, 1959 

  6. K. K. Schwarz, 'Survey of Basic Stray Losses in Squirrel-cage Induction Motors', Proc, IEE, Vol. 111, No. 9, pp. 1'565-1574, 1964 

  7. R. B. Robinson, 'Harmonics in A.C. Rotating Machines', Proc. IEE, Vol. 109, pt. C, pp. 380-387, 1962 

  8. R. L. Norton, 'Machine Design', Prentice Hall, 2000 

  9. K. Matsuse, 'Effect of Crosspath Resistance Between Adjacent Rotor Bars on Performance of Inverter-Fed High-Speed Induction Motor', IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 30, No. 3.pp.621-627, May/June, 1994 

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  10. H. A. Toliyat, T. A. Lipo, 'Transient Analysis of Cage Induction Machines Under Stator, Rotor Bar and End Ring Faults', IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 10, No. 2. pp. 241-247 

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  11. E. Michkin, 'Disturbances in the Induction Machine due. to Broken Squirrel Cage Rings' Journal Franklin Institute, 259, pp. 133-143, 1955 

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