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제안 방법
- 본 논문에서는 저널형(journal type) 초전도 베어링을 채용한 5 kWh급 초전도 플라이휠 에너지 저장장치를 제작하고 시험운전으로 2000[rpm] 정도의 저속영역에서 회전 테스트를 수행하였으며 21 결과를 나타내었다.
- 이는 회전자가 되는 휠의 영구자석 부분을 감싸고 있는 저널 베어링 형태이다. 제조된 휠의 무게는 약 215kg에 달하며 이롤 초전도 저널 베어링만을 이용하여 부양시키기에는 초전도 베어링의 부피가 너무 커지고 이에 따라 냉각 및 진공 유지비용이 증가하는 문제가 예상되어 Floating Magnetic Bearing(FMB)울 이용하여 플라이휠의 무게를 감당하고 초전도 베어링은 플라이휠의 안정적인 부양을 담당하도록 설계하였다. 이때 초전도 베어링은 액체 질소의 순환에 의해 냉각되며 플라이휠을 부양시키게 된다.
- 변환 장치로 에너지 저장장치에 필수적인 부분이다. 본 시스템 에서는 영구자석 회전기에서 발생하는 코깅토크 리플과 슬롯리플에 의한 고조파 손실을 최소화한 슬롯리스 Ring- wound형의 영구자석 동기기를 선정하였다. 그림 4는 시스템에 부착된 전동발전기를 나타낸다.
- 그림 4는 시스템에 부착된 전동발전기를 나타낸다. 영구 자석형 동기 전동기 구동을 위해서는 영구자석 회전자의 정확한 위치를 알아내는 것이 필요한데 본 시스템에서는 Hall 센서를 채용하여 위치를 검출하였다.
- 부양 완료 후 댐퍼를 가동하고 회전 시험을 실시하였다. 그림 8은 2000 [rpm] 이하에서 회전시켰을 때의 상하부 축의 진동을 나타내는 orbit을 나타낸 것이다.
- 본 연구에서는 5 kWh급 초전도 플라이휠 에너지 저장장치를 제작하고 그 첫 번째 테스트로 2000[rmp]까지의 회전테스트가 수행되었다. 액체질소 순환 후 온도 특성이 테스트 되었고, 전동 발전기를 이용하여 회전 시켰을 경우의 전동발전기 동작 특성 및 회전체 축 궤적과 축진동 특성을 해석하였다.
- 액체질소 순환 후 온도 특성이 테스트 되었고, 전동 발전기를 이용하여 회전 시켰을 경우의 전동발전기 동작 특성 및 회전체 축 궤적과 축진동 특성을 해석하였다. 주요한 결과는 다음과 같다.
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