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문제 정의
- 본 논문에서는 5kWh급 플라이휠 에너지 저장시스템용 전동발전기를 대상으로 회전자 보강링의 설계를 위해 원심력에 의한 기계적 하중과 자기 흡인력에 의한 전자기적 하중을 함께 고려하여 보강링의 구조강도 건전성을 평가하였다
- 본 연구에서는 FESS 전동발전기 회전자 보강링의 설계시 전자기 흡인력의 영향을 평가하기 위해 원심력과 전자기 흡인력을 고려하여 수치해석을 실시함으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 본 연구에서는 회전체 보강링의 설계를 위해Stainless 와 Titanium의 두 가지 재료를 검토하였다. Table 3에 이 재료들에 대한 물성치를 나타내었다.
- 에너지 저장시스템은 잉여의 에너지를 저장하였다가 에너지 소모가 클 때 이를 사용하는 것을 목적으로 한다. 기존의 대표적 전기에너지 저장장치인 화학전지는 짧은 수명과 낮은 단위질량당에너지 저장밀도로 인해 대체 전기에너지 저장시스템이 요구되어 왔다.
가설 설정
- 따라서 원심력에 의한 영구자석의 비산이나 이탈을 방지하기 위해 비자 성체 또는 비금속 재질의 회전자 보강링을 부착한다. 기존의 연구에서는 이 보강링을 설계함에 있어 1) 영구자석 자중에 의한 원심력과 2) 회전자보강링 자중에 의한 원심력의 영향만을 고려하였다. 그러나 자속밀도가 높은 영구자석을 적용할수록 회전자와 고정자 사이의 반경방향 자기 흡인력이 증가하게 되므로 보강링 설계 시 이에 대한 검토가 요구되는 바이다.
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