초록 ▼

□ 연구개요
동작온도에 따른 고온초전도 코일의 손실특성을 규명한다. 액체핼륨 내에서만 동작하는 저온초전도 기기와 달리, 고온초전도 코일의 경우 넓은 범위의 온도에서 운전이 가능하다. 지금까지, 초전도선재 샘플에서 온도별 특성을 측정한 뒤, 이를 바탕으로 특정 한 온도를 운전온도로 설정하고 이 온도에서의 손실 등을 기준으로 설계를 진행하였다. 그러나 운전온도 범위가 넓은 고온초전도응용의 경우, 온도별 손실은 단일 선재의 특성과는 상이하게 발생하지만, 이 특성에 대해서는 아직 국내외적으로 밝혀진 바가 없다. 일반적으로 동일한 운전

□ 연구개요
동작온도에 따른 고온초전도 코일의 손실특성을 규명한다. 액체핼륨 내에서만 동작하는 저온초전도 기기와 달리, 고온초전도 코일의 경우 넓은 범위의 온도에서 운전이 가능하다. 지금까지, 초전도선재 샘플에서 온도별 특성을 측정한 뒤, 이를 바탕으로 특정 한 온도를 운전온도로 설정하고 이 온도에서의 손실 등을 기준으로 설계를 진행하였다. 그러나 운전온도 범위가 넓은 고온초전도응용의 경우, 온도별 손실은 단일 선재의 특성과는 상이하게 발생하지만, 이 특성에 대해서는 아직 국내외적으로 밝혀진 바가 없다. 일반적으로 동일한 운전 전류에 대해, 주변온도가 낮아지면 선재의 임계특성이 상승하여, 손실이 감소할 것으로 예상하지만, 자기장에 세기에 따라 오히려 손실이 증가하는 경우도 나타난다. 본 연구에서는, 고온초전도선재 손실의 온도의존성에 대한 연구를 기반으로, 솔레노이드 형태의 고온초전도코일의 모델을 설계, 제작 시험하여 코일 손실의 온도의존성을 규명하고 설계기준을 확립하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 교류손실 계산 검정을 위한 고온초전도 모델 코일의 제작 : 고온초전도 초전도 코일의 교류손실은 강자성 히스테리시스 손실과 와전류 손실, 초전도체 고유의 히스테리시스에 의한 것으로 이를 위하여 CORC 형태의 선재를 제작하였다.
- 코일 교류손실 측정 시스템을 이용한 온도별 교류손실 측정 : 초전도 선재의 자화손실과 전송전류 손실을 교류손실 측정 시스템을 이용하여 CORC 선재의 임계전류와 폭등을 달리하면서 교류손실에 대하여 측정하였다.
- 측정결과를 이용한 고온초전도 코일 교류손실 계산 방법의 개선 및 신뢰성 검증 : 고온초전도 코일의 교류손실 예측방법에 대하여 초전도체의 교류손실을 선재의 운전온도에 따라 다른 특성을 보이는데, 이는 선재의 임계전류의 차이로 볼 수 있다. 고온초전도 선재의 임계전류 차이에 대한 교류손실을 측정하였다. 고온초전도 코일 설계 및 형상, 온도에 따른 교류손실을 해석하여 연구의 타당성을 검증하였다. 샘플의 실험을 진행하여 초전도 샘플 선재의 온도별, 자기장별 자화손실의 실제 측정결과와 계산결과를 비교하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 2세대 고온초전도 선재의 외부 자장과 냉각온도에 의한 임계전류 변화가 교류손실에 미치는 영향에 대하여 확인하여 초전도 응용기기에 적용되어 설계 및 제작이 이루어지는 과정에서 발생하는 손실특성에 대한 연구를 진행하였으며, 이는 아직까지 진행된 사례가 없는 연구로서 초전도 응용기술의 완성도를 향상시키기 위하여 꼭 필요한 요소기술이다.
고온 초전도 선재가 적용된 초전도 기기의 운전온도가 변경하는 경우의 교류손실에 대해서 확인이 필요했으나 현재까지는 진행된 연구가 없었다. 본 연구를 통하여 고온 초전도 코일을 비롯하여 대전류 용량을 필요로 하는 기기에 본 연구를 적용할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 고온초전도 선재의 교류손실 ... 4
• 2) 고온초전도 선재의 교류손실 해석 방법연구 ... 5
• 3) 고온초전도 선재의 교류손실 측정 시스템 ... 5
• 4) 고온초전도 코일의 교류손실 예측방법 연구 ... 7
• 5) 고온초전도 코일 설계 및 형상, 온도에 따른 교류손실 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11