High-$T_c$ superconducting (HTSC) power cable is one of the interesting parts in power application using HTSC wire. However, its stacked structure makes the current distribution between conducting layers non-uniform due to difference between self inductances of conducting layers and mutual inductances between two conducting layers, which results in lower current transmission capacity of HTSC power cable. In this paper, the transport current distribution between conducting layers was investigated through the numerical analysis for the equivalent circuit of HTSC power cable with a shield layer, and compared with the case of without a shield layer. The transport current distribution due to the increase of the contact resistance in each layer was improved. However, its magnetization loss increased as the contact resistance increased. It was confirmed from the analysis that the shield layer was contributed to the improvement of the current distribution between conducting layers if the winding direction and the pitch length were properly chosen.
Adiabatic demagnetization refrigerator (ADR) for hydrogen re-liquefaction operating between 24 K and 20 K has been designed. $Dy_{0.9}Gd_{0.1}Ni_2$, whose Curie temperature is 24 K, is selected as a magnetic refrigerant. The magnetic refrigerant powder is sintered with oxygen-free high purity copper (OFHC) powder to enhance its effective thermal conductivity as well as to achieve relatively high frequency. A perforated plate heat exchanger (PPHE) operated with forced convection is utilized as a heat switch. The forced convection heat switch is expected to have fast response relative to a conventional gas-gap heat switch. A conduction-cooled high Tc superconducting (HTS) magnet is employed to apply external magnetic field variation on a magnetic refrigerant. $2^{nd}$ generation GdBCO coated conductor HTS tape with Kapton$^{(R)}$ insulation (SUNAM Inc.) will be utilized for the HTS magnet. The magnetization and demagnetization processes are to be achieved by the AC operation of the HTS magnet. The designed magnetic field and target ramp rate of the HTS magnet are over 4 T with 180 A and 0.4 T/s, respectively. AC loss distribution on HTS magnet is theoretically estimated.
We demonstrate that a partial loading of $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ (Ni-Zn ferrite) film remarkably improves impedance matching of electrically small $Ba_3Co_2Fe_{24}O_{41}$ ($Co_2Z$) hexaferrite antenna. A 3 ${\mu}m$ thick Ni-Zn ferrite film was deposited on a silicon wafer by the electrophoresis deposition process and post-annealed at $400^{\circ}C$. The fabricated Ni-Zn ferrite film has saturation magnetization of $268emu/cm^3$ and coercivity of 89 Oe. A partial loading of the Ni-Zn ferrite film on the $Co_2Z$ hexaferrite helical antenna increases antenna return loss to 24.7 dB from 9.0 dB of the $Co_2Z$ antenna. Experimental results show that impedance matching and maximum input power transmission to the antenna without additional matching elements can be realized, while keeping almost the same size as the $Co_2Z$ antenna size.
The compensated-current-differential relay uses the same restraining current as a conventional relay, but the differential current is modified to compensate for the effects of the exciting current. Delta winding current is necessary to obtain the modified differential current for a $Y-\Delta$ transformer. This paper describes an estimation algorithm of the delta winding current and its application to a compensated-current-differential relay for a $Y-\Delta$ transformer. Prior to saturation, the core-loss current is calculated and used to modify the differential current. When the core first enters saturation, the initial value of the core flux is obtained by inserting the modified differential current into the magnetization curve. This flux value is used to derive the magnetizing current and consequently the modified differential current. The operating performance of the proposed relay was compared against a conventional current differential relay with harmonic blocking. Test results indicate that the proposed relay remained stable during severe magnetic inrush and over-excitation, and its operating time is significantly faster than a conventional relay. The relay is unaffected by the level of remanent flux and does not require an additional restraining or blocking signal to maintain stability. This paper concludes by implementing the proposed algorithm into a prototype relay based on a digital signal processor.
Magnetic properties and microstructures of Fe$\_$93-x/Zr$_3$B$_4$Ag$\_$x/ thin films were investigated as a function of addition of element Ag, (X$\_$Ag/=0 to 6 at.%) and annealing temperature, T$\_$a/=300$\^{C}$ to 600$\^{C}$. In the case of adding Ag, magnetic properties of Fe$\_$93-x/Zr$_3$B$_4$Ag$\_$x/ thin films were improved than those of Ag-free Fe$\_$93/Zr$_3$B$_4$thin films. The prominent soft magnetic properties with coercivity of 1.1 Oe, saturation magnetization of 2.2 T and permeability of 5400 at 50㎒ were obtained from Fe$\_$88/Zr$_3$B$_4$Ag$\_$5/ thin film annealed was lower than that of Fe-base or Co-base thin films reported previously. Such enhanced magnetic properties are presumably attributed to the format in ultra fine grains. Also, the reduced eddy current loss in the annealed sample is due to refined micro magnetic domains with increasing the amount of Ag in Fe$\_$93-x/Zr$_3$B$_4$Ag$\_$x/ thin films.
The alloying of 6.5wt % Silicon in iron decreases the magnetization and the anisotropy and minimizes the iron loss noticeably. But it is very difficult to make thin sheets because of its poor ductility which is due to an ordering reaction (body centered cubic to CsCI type crystal structure). However the ordering reaction can be suppressed by rapid solidification method. The cooling rate of rapidly solidified Fe-6.5wt % Si alloy is about $10^3K/s$ and rapidly solidified structure are fine structure, cellular structure, dendrite and equiaxed grain from surface. The precipitates of $DO_3$ Phase emerges on $B_2$ matrix and the coercive force was 0.51 Oe (50cycle, 15KGauss) in Fe-6.5wt% Si alloy which was processed by heat treatment of $1150^{\circ}C$ for 1hr in high vacuum.
M-type Ba-ferrite(${BaFe}_{12-2X}{Ti}_{X}{Co}_{X}{O}_{19}$)의 ${Fe}^{3+}$ 이온 대신에 A이온의 위치에는 비자성 이온인 ${Ti}^{4+}$을, Me이온은 위치에는 ${Co}^{2+}$을 치환시켜 치환량 x의 변화에 따른 결정자기이방성 감소를 관찰하고, 고주파 대역에서 전파흡수재로서 사용가능 여부를 실험하였다. 치환결과 보자력은 결정자기이방성이 감소함에 따라 급격히 감소하는 경향을 보였으며, 포화자화값은 ${Fe}^{3+}$이온 대신에 비자성인 ${Ti}^{4+}$이온이 치환됨에 따라 거의 직선적으로 감소하였다. 특히, 치환량이 1.2일 때 보자력은 185 Oe로 가장 낮았고, 포화자화는 43.5emu/g의 값을 나타내었다. 반사손실을 계산한 결가 Ti-Co 치환량 0.8일 때 2mm흡수체의 경우 10~16㎓의 대역에서 반사손실-10㏈(90%흡수)이하였으며, 감쇠능의 측정결과 12~16㎓의 대역에서 20㏈(99% 감쇠)로 12~16㎓의 고주파 대역에서 전파흡수재로 사용이 가능함을 예측할 수 있었다.
본 논문에서는 밀리미터파 대역 전자파 흡수 소재로 알려진 M형 육방정계 페라이트의 하소 온도에 따른 전자기적 특성과 전자파 흡수 특성에 대해 분석하였다. 용융염 기반 Sol-gel법으로 합성된 M형 페라이트는 850℃ 이상의 하소 온도에서 모두 단상의 M형 결정구조를 가지며 하소 온도가 증가함에 따라 합성된 입자의 크기가 증가하였다. 또한 하소 온도가 증가함에 따라 포화자화는 조금씩 증가하는 반면 보자력은 1050℃에서 최대값을 보이며 그 이상의 하소 온도에서 급격히 감소하였다. M형 페라이트가 70 wt% 포함된 TPU 복합재를 제조한 후 강자성 공명이 발생되는 Q(33-50 GHz) 및 V(50-75 GHz) band 대역에서 복소 유전율/ 투자율을 측정한 결과 약 50 GHz 주파수 대역에서 강자성 공명에 의한 강한 자성손실을 확인하였다. 측정된 결과를 바탕으로 M형 페라이트 복합재의 반사손실을 계산한 결과 1250℃의 온도에서 하소된 M형 페라이트 복합재는 약 0.5 mm의 얇은 두께로도 강자성 공명이 일어나는 52 GHz 주파수 대역에서 -20 dB 이상의 우수한 전자파 흡수 성능을 보였다.
가슨 분무법으로 제조한 High-Flux형 $Ni_{x}Fe_{100-x}$(x=40~50, wt.%) 퍼멀로이 분말 및 압분 코아의 자기적 특성을 조사하였다. 포화자화는 45%Ni조성에서 최대 값을 보이며 이보다 보 함량이 낮아지면 인바 효과의 작용에 의해 급격하게 감소하였다. 압분 코아의 투자율은 Ni 농도가 낮아지면 현저히 증가하는 바 이는 자기변형의 감소에 기인하는 것으로 사료되었으며, 자심손실은 Ni=45%에서 가장 낮은 값을 나타내었다. Ni농도가 50%에서 45%로 낮아짐에 따라 자심손실이 감소하는 주원인은 전기 비저항의 증대에 따른 와전류 손실의 감소에 있는 것으로 생각되었다. Ni=45% 분말 합금으로 만든 압분 코아는 Ni=50%의 경우보다 더 우수한 투자율의 주파수 의존성, 큰 Q 값, 그리고 더 나은 직류 바이어스 특성을 나타내어 상용 High-Flux 코아(50%Ni-50%Fe)에 비해 더 좋은 압분 자심 재료가 될 수 있음을 확인하였다.
$Ni_{0.5}-Zn_{0.4}-X_{0.1}{\cdot}Fe_2O_4$의 조성에서 X를 각각 Cu, Mg, Mn으로 치환시켜 치환원소에 따른 결정구조와 형상, 입도 및 자기적 성질을 비교 분석하여고, Network Analyzer을 이용하여 $Ni_{0.5}-Zn_{0.4}-X_{0.1}{\cdot}Fe_2O_4$-Rubber Composite의 재료정수 및 전파흡수특성에 대하여 비교 조사하였다. 치환원소에 관계없이 동일한 결정구조와 형상 및 입도를 나타냈고, VSM 분석결과 치환원소에 관계없이 동일한 자화값을 가지며, Mg로 치환된 경우 가장 큰 보자력과 자기이력손실을 나타냈다. 또한 Mn으로 치환된 경우 가장 높은 유전손실(${\varepsilon}_r"/{\varepsilon}_r'$)을, Cu로 치환된 경우에는 가장 큰 자기손실(${\mu}_r"/{\mu}_r'$)을 나타냈다. 4mm의 두께로 제조한 Compos-Composite에서는 Mg로 치환된 시료가 2GHz에서 -40dB이상의 가장 우수한 전파흡수특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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