$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

3상 집중권 권선을 갖는 코어리스/코어드 타입 리니어 발전기의 공간고조파 해석법을 이용한 전기자 반작용 자계특성 해석
Comparison and Analysis of Armature Reaction Magnetic Field of Linear Generator with Coreless/Cored Type Three Phases Concentrated Winding by using Space Harmonic Analytical Method 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.64 no.1, 2015년, pp.64 - 71  

서성원 (Dept. of Electrical Engineering, Chungnam National Univerity) ,  구민모 (Dept. of Electrical Engineering, Chungnam National Univerity) ,  강한빛 (Dept. of Electrical Engineering, Chungnam National Univerity) ,  최장영 (Dept. of Electrical Engineering, Chungnam National Univerity)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper deals with analysis of armature reaction magnetic field of linear generator with three phases coreless/cored type concentrated winding. On the basis of a magnetic vector potential and Maxwell's equations, governing equations to predict armature reaction field are derived, and current dens...

주제어

#Armature reaction magnetic field   #Linear generator   #Analytical method  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 유한요소법을 기반으로 한 수치해석법은 높은 신뢰성을 갖으며 상용 소프트의 발전으로 사용하기 편리하지만 해석 모델의 설계에 있어 복잡하거나 3D 해석에 있어 하루 이상 해석시간이 걸리는 어려움이 있고 제어정수도출에도 어려움을 갖는다 [13]. 따라서, 본 논문은 해석적 방법을 이용하여 그림 1에 제시된 양측식 영구자석 리니어 발전기에 대해 코어리스/코어드 타입의 전기자 반작용 자계특성 해석을 하였다. 2차원 직각좌표계를 이용하여 영구자석을 모델링 한 후, 푸리에 급수 전개를 이용하여 자화성분을 확인 하였고 양측의 영구자석과 공극을 영역으로 표현하여 지배방정식을 유도하고, 자기벡터퍼텐셜과 경계조건을 이용하여 자속밀도 해석 해를 도출 하였다.

가설 설정

  • 전기자 반작용 자계 해석을 위한 직각좌표계 해석 모델을 그림 2에 나타내었다. 그림 2의 코어리스 타입 (a)의 각 영역은 상측 공극 I영역, 코일 II영역, 하측 공극III영역으로 구분하였고, 해석 모델의 영구자석 투자율과 공극 영역의 투자율은 같고 코어의 투자율은 무한대로 가정하였다. 해석의 편의를 위하여 코일 영역의 중앙을 y축의 영점에 위치 시켰고 코일 중앙에서 코일 표면의 거리를 α로 나타냈고, 공극 영역과 코어 표면을 β로 나타내었다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
코일에 의한 자계 특성식은 어떻게 구할 수 있는가? 해석의 편의를 위하여 코일 영역의 중앙을 y축의 영점에 위치 시켰고 코일 중앙에서 코일 표면의 거리를 α로 나타냈고, 공극 영역과 코어 표면을 β로 나타내었다. 코일에 의한 자계 특성식은 코일 영역에 전류가 흘러 전류밀도 J가 존재한다고 할 때, 맥스웰 방정식에 의해 구할 수 있다. 자속밀도 B에 관한 식 B=μ0(H+M) 과 암페어의 법칙 식 ∇× H= J , 자기벡터포텐셜 A의 정의 식∇× A≡ B 를 이용하여 지배방정식을 유도 하였다.
회전형 영구자석 발전기는 회전운동을 전기에너지로 변환하여 사용하지만, 병진운동을 하는 사용처에는 기계적인 변환을 거쳐야 하는 등 한계가 있는데 이 문제를 해결하기 위해서는 어떤 발전기를 사용하면 되는가? 회전형 영구자석 발전기는 회전운동을 전기에너지로 변환하여 사용하지만 병진운동을 하는 사용처에는 기계적인 변환을 거쳐야 하는 등 한계가 있다. 이러한 사용처에 영구자석을 이용한 리니어 발전기를 사용하면 회전형 영구자석발전기에 비해 에너지 변환의 손실을 줄일 수 있으며 발전기의 유지 및 보수가 회전형 발전기에 비해 적기 때문에 효율과 신뢰성을 높여 준다 [2]. 리니어 발전기는 선형 운동을 이용한 발전기로 최근 신재생 에너지 분야에 활용되고 있으며, 특히 무게가 가볍고 소형으로도 고효율의 전력을 공급하는 장점을 이용하여 하이브리드 자동차, 공작기계, 콤프레서, 공장의 자동시스템에 이용되어지고 있고, 차세대 신재생 에너지인 파력에너지 변환에 이용되는 등 다양한 분야에 대한 연구가 이루어지고 있다 [3-12].
영구자석을 이용한 발전기의 장점은? 최근 화석 에너지의 고갈 및 환경오염 문제로 인하여 다양한 신재생에너지의 개발에 대한 관심과 필요성이 증가하고 있다. 그 중에서도, 에너지 변환에 이용되는 발전기에 대한 중요성과 개발이 크게 진행되었고 이 중 영구자석을 이용한 발전기는 스스로 자력을 발생시키므로 별도의 전원공급이 필요 없을 뿐만 아니라, 고장 및 유지 보수 문제가 적은 장점이 있다. 또한 네오디움(NeFeB)을 사용한 합금 계열과 같은 높은 에너지밀도를 갖는 희토류계 자성체를 발견함으로써 영구자석형 발전기는 동기발전기의 권선을 영구자석으로 대체함으로 인해 발전기의 소량화 및 경량화가 가능해 지고, 뿐만 아니라 보다 높은 효율을 얻게 되어 다양한 용도로 사용되고 있다 [1].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. G. R. Slemon, “On the design of high-performance surface-mounted PM motors,” IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. 30, pp.134 -140, 1994. 

    상세보기 crossref

  2. Y. Amara, J. B. Wang, and D. Howe, “Analytical prediction of eddy-current loss in modular tubular permanent-magnet machines,” IEEE Trans. on Energy Conv., vol. 20, pp. 761-770, Dec 2005. 

    상세보기 crossref

  3. Boldea and S. A. Nasar, “Linear electric actuators and generators,” IEEE Trans. Energy Conv., vol. 14, no. 3, pp.712 - 716, 1999. 

    상세보기 crossref

  4. M. Inoue and K. Sato, “An approach to a suitable stator length for minimizing the detent force of permanent magnet linear synchronous motors,” IEEE Trans. Magn., vol. 36, no. 4, pp.1890 - 1893, 2000. 

    상세보기 crossref

  5. M. A. Mueller, “Electrical generators for direct drive wave energy converters,” Proc. Inst. Elect. Eng. Gen., Trans. Distrib., vol. 149, no. 4, pp.446-456 2002. 

    상세보기 crossref

  6. Baker, N.J., Mueller, M.A., and Brooking, P.R.M., “Electrical power conversion in direct drive wave energy converters’. European Wave Energy Conf., Cork, Ireland, pp. 197-204. 2003. 

  7. J. Wang, W. Wang, G. W. Jewell and D. Howe “A low power, linear, permanent-magnet generator/energy storage system,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 49, no. 3, pp.640-648 2002. 

    상세보기 crossref

  8. S. M. Geng , G.E. Schwarze and J.M Niedra “A 3-D Magnetic Analysis of a Linear Alternator for a Stirling Power System,” Proceedings of the 35th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 2000. 

  9. W. R. Cawthorne, P. Famouri, J. Chen, N. N. Clarke, T. I. McDaniel, R. J. Atkinson, S. Nandkumar, C. M. Atkinson, and S. Petreanu, "Development of a linear alternator-engine for hybrid electric vehicle applications", IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 48, no. 6, pp.1797-1802 1999. 

    상세보기 crossref

  10. P. Famouri, W. R. Cawthrone, N. Clark, S. Nandkumar, C. Atkinson, R. Atkinson, T. McDaniel, and S. Petreanu, “Design and testing of a novel linear alternator and engine system for remote electrical power generation,” Proc. IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, vol. 1, pp.108 -112 1999 

  11. B. Drew, A. Plummer, and M. Sahinkaya, “A review of wave energy converter technology,” Proc. IMechE Part A: Journal of Power and Energy, vol. 223, pp. 887 - 902, 2009. 

  12. M. Leijon , H. Bernhoff , O. Agren , J. Isberg , J. Sundberg, M. Berg, K. Karlsson and A. Wolfbrandt “Multiphysics simulation of wave energy to electric energy conversion by permanent magnet linear generator,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 20, no. 1, pp.219-224. 2005. 

    상세보기 crossref

  13. J. Wang, G. W. Jewell, and D. Howe, “A general framework for the analysis and design of tubular linear permanent magnet machines,” IEEE Trans. Magn., vol. 35, pp.1986-2000. 1999. 

    상세보기 crossref

  14. Seok-Myeong Jang, Jang-Young Choi, and Sang-Sub Jeong “Electromagnetic Analysis and Control Parameter Estimation of Moving-Coil Linear OscillatoryActuator,” J. Appl. Phys., vol. 99, no 8, 08R307, April 2006. 

    상세보기 crossref
LOADING...

관련 콘텐츠

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로