• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.29-32
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• 2006

An advanced superconducting fault current limiter (SFCL) using $high-T_c$ superconducting (HTS) wire has been developed. The SFCL has a non-inductively wound magnet for reducing loss in normal state. Two types of non-inductively wound magnets, the solenoid type and the pancake type, were designed and manufactured by using Bi-2223 wire in this research. Short-circuit tests of the magnets were performed in sub-cooled $LN_2$ cooling system of 65 K. The magnets are thermally more stable and have a higher critical current in 65 K sub-cooled $LN_2$ cooling system than in 77 K saturated one. Because the resistivity of matrix at 65 K is lower than the resistivity at 77 K, the magnets generate a small resistance to reduce the fault current when the quench occurs. The magnets could limit the fault current to low current level with such a small resistance. The current limiting characteristic of the magnets was analyzed from the test result. The solenoid type was wound in parallel to make it non-inductive. The pancake type was also connected in parallel to be compared with the solenoid type in the same condition. The solenoid type was found to have a good thermal stability compared with the pancake type. It also had as large resistance as the pancake type to limit the fault current in sub-cooled $LN_2$ cooling system.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.23-28
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• 2008

As a part of the plasma control system (PCS) for the first plasma campaign of KSTAR, seven sets of fast feedback control loop for the superconducting poloidal field magnet power supply (PF MPS) have been implemented. A special real-time digital communication interface has been developed for the simultaneous exchanges of the current/voltage data from the 7 sets of 12-thyristor power supplies in a 200 microsecond control cycle. Preliminary power supply tests have been performed before actual cooldown of the device. A $29mH/50m{\Omega}$ solenoid dummy has been fabricated for a series of single power supply tests. Connectivity and response speed of the plasma control system have been verified. By changing hardware cabling, this load was also used to estimate mutual inductance coupling effects of two geometrically adjacent solenoid coils on each power supply. After the cooldown was complete, each pair of the up/down symmetric PF coils has been serially connected and tested as part of the device commissioning process. Bipolar operation and longer pulse attempts have been investigated. The responses of the coils and power supplies corresponding to the plasma magnetic controls in plasma discharges are also analyzed for the future upgrades.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.31-41
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• 2018

이 논문에서는 대 전류, 고온 초전도 직류 리액터를 위한 전도 냉각 시스템의 구조 설계에 대해 논의하고자 한다. 초전도 자석, 보 빈, 전류 리드, 고정용 구조물 그리고 열 교환기가 포함된 전도 냉각 시스템 부품의 크기를 3D CAD 프로그램을 사용하여 계산하였다. 또한, 최적의 설계 변수를 결정하고 열적-기계적 특성을 분석하기 위해서 유한 요소법 모델을 제작하였다. 리액터 자석의 운전 전류와 인덕턴스는 각각 1,500 A 400 mH이며, 이에 따른 극저온 냉동기의 냉각 용량을 결정하기 위해 초전도 직류 리액터에서 발생하는 열 부하를 계산하였다. 또한, 대 전류가 흐르는 1 단부전도 냉각 시스템의 작동 테스트를 수행하였다. 구리 바는 40 K까지 냉각되었고 초전도 리드는 안정적으로 작동했다. 실험 결과로써, 1 단부 영역의 총 열 부하는 190 W였다. 본 연구 결과는 상용 초전도 직류 리액터의 설계 및 제조에 있어 효과적으로 활용 될 것이다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 2000년도 High Temperature Superconductivity Vol.X
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• pp.241-247
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• 2000

77 K와 self-field에서 22 A 의 Ic 를 갖는 길이 120 m, 19-심 Bi-2223상 선재를 제조하여, 두 개의 double pancake 코일로 구성된 proto-type 고온초전도 자석을 설계, 제작하여 이 자석에서의 4.2 K와 77 K에서의 I-V 특성과 운전 특성을 평가한 결과, 이 자석은 77 K 등온조건에서는 9.5 A 의 Ic를, 77 K 헬륨가스 속에서는 8.3 A 의 Ic를 나타내었고, 4.2 K 등온조건에서는 93.7 A 의 Ic와 102 A 의 Iq를, 4.2K헬륨가스 속에서는 88.4A의 Ic 와 92.0 A 의 Iq를 나타내어, 이 자석은 4.2 K 와 77 K 의 등온조건에서 각각 0.58 T 와 0.06 T 의 자장을 발생하였는데, 이는 해석적 방법으로 계산한 결과와 잘 일치하였다. 그리고 이 자석이 전도냉각되어 4.2 K 에서 운전될 때의 안정성 특성평가로서, Ic 보다 약간 큰 전류인 89 A 를 인가한 결과, 전류인가 후 82.6초 후에 quench가 발생하였는데, 이 quench는 네 번째 pancake의 전류도입선부 연결부에서와 약간 늦지만 첫 번째 pancake의 전류도입선부 연결부에서 거의 동시에 개시되어 전체로 파급된 것으로 사료되었는데, Ic 가 낮은 첫번째 pancake에서 더 높은 전압 강하가 나타났다. 또한 장착된 heater를 통하여 77 K 에서 8.9 A 의 전류로 운전되고 있는 코일에 146 joule 의 열을 가했을 때 quench 가 일어났는데, 이때 quench 는 방위각 방향의 Bi-2223/Ag 선재를 따라서 보다 Kapton 절연층을 관통하는 선재의 반경방향으로 훨씬 빨리 전파하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.824-827
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• 2002

12inch 이상의 웨이퍼 성장에는 실리콘 용탕의 대류를 억제하여 웨이퍼의 순도를 높이기 위해 자기장 특히, 웨이퍼의 성장방향에 수직인 '수평자장'을 인가하는 방법이 사용된다. 현재 '자기장인가 방식', 특히 초전도를 사용한 자장인가 방식이 직경 1600mm에 이르는 용탕의 용액을 제어하는 유일한 방법으로 받아들여지고 있다. 본 논문에서는 12inch 실리콘 웨이퍼 성장용 초전도 마그네트 개발의 전단계로 개발중인 8inch 웨이퍼 성장용 수평자장형 초전도마그네트의 제작과정과 성능평가 결과에 대해 다루었다. 본 연구를 통해 액체헬륨의 증발을 최소화하기 위한 재응축형 극저온 용기에 대한 기술이 개발 되었으며, diode를 이용한 ��치보호부, HTS 전류리드의 ��치 protection부 등의 부속기술이 개발되었다. 초전도 마그네트는 내경 1400mm의 saddle type으로 이의 제작에 있어 많은 기술적 난재들을 경험해야 했다. 전체 시스템에 대한 성능평가 결과, 극저온용기 및 부속장치에 대한 결과는 만족스러웠으나, 코일부의 성능은 계획한 목표에 미치지 못했다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.747-749
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• 2002

초전도 마그네트 시스템의 냉각방법 중, 액체 헬륨등의 극저온 유체를 이용한 액체냉각방식이 극저온 냉동기를 이용한 직접 전도냉각 방식에 비해 신뢰도가 높은 열적 안정성으로 인하여 현재도 많은 초전도 마그네트 시스템이 액체냉각방식을 이용하고 있다. 그러나, 고가의 극저온 액체의 재충전으로 인하여 경제성이 낮고 취급이 불편한 단점이 있다 이러한 액체냉각방식의 단점을 보완하고자 극저온 유체를 시스템 안에서 직접 응축하여 재충전을 하지 않는 재응축형 시스템을 개발하여 실험하였다. 실험에 사용한 초전도 마그네트 시스템은 상온보아 1270 mm. 최대자장 0.3 T로 설계되었고, 금속 전류도입선과 HTS 전류도입선을 복합적으로 사용하였으며, 복사차폐막 냉각용 극저온 냉동기와 헬륨 재응축용 극저온 냉동기를 사용하였다. 초전도 마그네트는 200 A에서 1600 gauss의 자장으로 운전하였고 극저온 용기에서는 0.05 bar의 압력으로 액체 헬륨이 증발하지 않고 유지되었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.19-22
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• 2018

The thermal and electrical properties of the conductor are critical parametersfor the design and optimization of the superconducting magnet. This paper presents simulation code to analyze electrical and thermal stability characteristics of the second generation (2G) high-temperature superconductor (HTS) by varying copper stabilizer thickness. Two types of commercial 2G HTS coated conductor tapes, YBCO and GdBCO were used in this study. These samples were cooled by Liquid Nitrogen ($LN_2$) having boiling at 77.3 K and an equivalent electrical circuit model for them is choosen and analysed in details. Also, an over-current pulse test in which a current exceeding a critical current was performed. From the simulation results, the influences of the copper stabilizer thickness on the stability characteristics of these samples are presented.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.31-39
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• 2017

European R&D on designing their version of a DEMO fusion tokamak has recently resulted in the testing of a prototype $Nb_3Sn$ Cable-in-Conduit Conductor (CICC) for the DEMO TF coil. The characteristics and reported results of low temperature performance tests with the prototype CICC sample are compared with those from CICC samples incorporating other recent $Nb_3Sn$ cable designs. The EU-DEMO TF CICC prototype shows performance characteristics similar to that of the ITER CS CICC with short twist pitch. This is a first for a CICC sample that does not have a circular cross section. Assessment of its internal magnetostatic self-field suggests that a reduction in the internal self-field due to the rectangular geometry of the EU-DEMO TF CICC prototype compared to one with a circular geometry may have contributed to the performance characteristics showing current sharing temperature ($T_{cs}$) initially increase then stabilize with repeated electromagnetic loading, similarly to ITER CS CICC results. However, constraints on the internal self-field are not a sufficient condition for this $T_{cs}$ characteristic to occur.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.74-88
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• 2006

Since the first commercial NMR spectrometer came out in 1953 from Varian, much of the hardware development has been improved and matured through commercial equipments. Many of magnetic resonance laboratories however still build and use home-built spectrometers, which are satisfactory even with the consideration of educational purpose only. The home-built NMR spectrometer could be further advantageous and could be often an only option for investigating new ideas with demanding experimental conditions or new hardware support. A solid state NMR spectrometer was designed with extra interest in stochastic experiment and built for an 8.93 T superconducting magnet from Oxford instrument. Super-heterodyned system was implemented for the transmitter and receiver parts. Intermediate frequency (IF) for the heterodyne system was chosen to 70 MHz for the first and the second channels, with additional 120 MHz for the third channel for maximum NMR frequency capability. We will show overall schematics, and discuss the designs with detailed diagrams, then demonstrate the applicability of home-built spectrometer with stochastic-excitation in solid state NMR and in applications to quadrupolar nuclear Spins.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.101_102
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• 2009

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Reseach)장치는 차세대핵융합연구장치로써 30개의 초전도자석으로 구성된다. 이 초전도자석에 전원을 공급하게 되는 PF (Poloidal Field) MPS(Magnet Power Supply)는 12상 Pulse 운전을 하게 되는데 이때 $h=kp{\pm}1$의 특성고조파와 90%에 가까운 무효전력이 발생되어 KSTAR 전력계통과 인근 부하장치에 치명적인 영향을 줄 수 있어 고조파와 무효전력을 동시에 보상할 수 있는 최적의 무효전력보상장치의 도입은 필연적이다. 본 논문에서는 KSTAR 1st Plasma 실험시의 무효전력과 고조파를 저감하기 위해 설치했던 즉, 1단계 기계식 스위칭에 의한 RPC(Reactive power compensator)의 보상특성의 평가결과를 기반으로 KSTAR 2009년 Plasma 실험에 대비하여 이의 운전특성과 설치 공간에 따르는 제약 등을 고려하여 최적의 RPC 설계를 도출하기 위해 실시한 TSC(Thyristor Switch Capacitor)기반의 RPC[1] 모의해석 결과와 기술적 사항을 소개하고자 한다.