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문제 정의
- 본 논문에서는 변압기 진동의 주원인으로 판단된 자왜 현상을 모델링하고 실험을 통하여 모델을 검증하였다. 현재 개발된 해석 도구 중 전기적 입력에 의한 기계적 변형에 대한 해석 도구의 개발은 전무한 상태이다.
- 이러한 수학적 모델의 신뢰도는 여러가지 다른 환경에서 측정한 실험결과를 얼마나 잘 재현하느냐에 따라 결정될 수 있다. 본 논문에서는 소형 변압기의 진동 실험을 통하여 자왜 모델이 변압기의 진동 패턴을 모사하는데 적절함을 확인하였다. 실험에 소형 변압기를 이용한 이유는 첫째, 원전 주변압기를 실험대상으로 하는 것에 대한 현실적인 어려움이고, 둘째, 변압기는 설계상 철심의 자기장이 포화에 도달하지 않도록 설계되어 있어 154kV, 345kV 등의 고전압에서 원전 주변압기의 철심에 생성되는 자기장과 저전압에서 소형 변압기의 철심에 생성되는 자기장은 큰 차이가 없기 때문이다.
- 자왜 현상이란 자성체가 자화될 때 자화와 함께 기계적 변형이 동반되는 것으로 모든 자성체는 자왜 특성을 지니고 있으며, 자왜 변형이 특히 큰 재료는 액츄에이터나 센서로 사용되기도 한다. 본 연구에서는 자왜 특성의 수학적 모델을 도출하고, 이를 실험적으로 검증하고자 한다. 154kV, 345kV 등의 고전압을 사용하는 원전 주 변압기에서 실험을 수행하는데 따르는 안전 문제 및 현실적 어려움으로 인해 본 논문에서는 100V 60Hz 조건에서 실험을 수행하였다.
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