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문제 정의
- 본 논문은 Halbach 배열 영구자석을 이용한 와전류 자기반발식 부상장치에 관한 것으로, 본 부상장치는 일정 속도 이상에서 요구 부상력이 발생하며, 항시 제동력이 작용하는 단점을 가지고 있으나, 전력 소비가 없고 제어 장치가 불필요한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 공간고조파법과 유한요소법을 이용하여 부상장치의 설계 변수에 따른 부상력과 제동력의 비를 확인하고, 부 상력과 제동력의 비가 최대가 되는 설계 변수를 도출하였다. 또한 1차측 영구자석의 배열에 따른 힘특성과 2차측 도체의 형상에 따른 힘특성을 확인하고, 부상력과 제동력의 비가 최대가 되는 영구자석 배열 및 형상을 제시하고자 한다.
- 따라서 본 논문에서는 공간고조파법과 유한요소법을 이용하여 부상장치의 설계 변수에 따른 부상력과 제동력의 비를 확인하고, 부 상력과 제동력의 비가 최대가 되는 설계 변수를 도출하였다. 또한 1차측 영구자석의 배열에 따른 힘특성과 2차측 도체의 형상에 따른 힘특성을 확인하고, 부상력과 제동력의 비가 최대가 되는 영구자석 배열 및 형상을 제시하고자 한다.
- 본 논문은 Halbach 배열 영구자석을 이용한 와전류 자기반발식 부상장치에 관한 것으로, 본 부상장치는 일정 속도 이상에서 요구 부상력이 발생하며, 항시 제동력이 작용하는 단점을 가지고 있으나, 전력 소비가 없고 제어 장치가 불필요한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 공간고조파법과 유한요소법을 이용하여 부상장치의 설계 변수에 따른 부상력과 제동력의 비를 확인하고, 부 상력과 제동력의 비가 최대가 되는 설계 변수를 도출하였다.
- 와전류 자기반발식 부상장치는 자기부상열차의 보조 부상장치로 연구중이며, 본 논문은 제동력에 대한 부상력의 비가 최대가 되는 설계 조건을 제시하였다. 제동력에 대한 부상력의 비는 모든 설계 변수에 따라 매우 비선형적인 특성을 보이고 있으며, 도체바의 형상에 따라서도 매우 큰 차이를 보이고 있다.
- 최대의 부상력과 최소의 제동력을 갖는 설계 변수를 찾기 위하여 제동력에 대한 부상력의 비가 최대가 되는 변수를 도출하고자 한다. 와전류 자기반발식 부상 시스템의 모든 외형적 설계 변수가 제동력에 대한 부상력의 비에 영향을 미치며, 설계 변수 중 가장 민감한 것으로는 극피치와 도체판의 두께이다.
가설 설정
- 그림 1의 모델에서 전류의 방향은 z-성분만 존재한다고 가정한다. 따라서 와전류의 방향도 Z-성분만 존재하게 되고, 와전류가 분포하는 도체판에서 Ampere의 법칙에 의하여 식 (4)와 같은 와전류가 존재한다.
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