This paper deals with a qualitative analysis of iron loss in Transverse Flux Linear Motor (TFLM). 3D equivalent magnetic circuit network method (EMCNM) is used as an analytical method to get flux density of each element. The total core loss is calculated with the magnetic flux density and core loss curves of an optional material. The results of iron loss analysis can be used as a criterion to decide the manufactural shape such as lamination or solid type core, skew position, etc.
Lead-alloys are very attractive nuclear coolants due to their thermo-hydraulic, chemical, and neutronic properties. By utilizing the HELIOS (Heavy Eutectic liquid metal Loop for Integral test of Operability and Safety of PEACER$^2$) facility, a thermal hydraulic benchmarking study has been conducted for the prediction of pressure loss in lead-alloy cooled advanced nuclear energy systems (LACANES). The loop has several complex components that cannot be readily characterized with available pressure loss correlations. Among these components is the core, composed of a vessel, a barrel, heaters separated by complex spacers, and the plenum. Due to the complex shape of the core, its pressure loss is comparable to that of the rest of the loop. Detailed CFD simulations employing different CFD codes are used to determine the pressure loss, and it is found that the spacers contribute to nearly 90 percent of the total pressure loss. In the system codes, spacers are usually accounted for; however, due to the lack of correlations for the exact spacer geometry, the accuracy of models relies strongly on assumptions used for modeling spacers. CFD can be used to determine an appropriate correlation. However, application of CFD also requires careful choice of turbulence models and numerical meshes, which are selected based on extensive experience with liquid metal flow simulations for the KALLA lab. In this paper consistent results of CFX and Star-CD are obtained and compared to measured data. Measured data of the pressure loss of the core are obtained with a differential pressure transducer located between the core inlet and outlet at a flow rate of 13.57kg/s.
Byoung-Uhn Bae;Seok Cho;Jae Bong Lee;Yu-Sun Park;Jongrok Kim;Kyoung-Ho Kang
Nuclear Engineering and Technology
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제55권7호
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pp.2438-2446
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2023
To cool down a nuclear reactor core and prevent the fuel damage without a pump-driven active component during any anticipated accident, the passive emergency core cooling system (PECCS) was designed and adopted in an advanced light water reactor, i-POWER. In this study, for a validation of the cooling capability of PECCS, thermal-hydraulic integral effect tests were performed with the ATLAS facility by simulating intermediate and small break loss-of-coolant accidents (IBLOCA and SBLOCA). The test result showed that PECCS could effectively depressurize the reactor coolant system by supplying the safety injection water from the safety injection tanks (SITs). The result pointed out that the safety injection from IRWST should have been activated earlier to inhibit the excessive core heat-up. The sequence of the PECCS injection and the major thermal hydraulic transient during the SBLOCA transient was similar to the result of the IBLOCA test with the equivalent PECCS condition. The test data can be used to evaluate the capability of thermal hydraulic safety analysis codes in predicting IBLOCA and SBLOCA transients under an operation of passive safety system.
Thin-gauged 3% silicon steel sheets having a highly grain-oriented texture have been developed as a core material for applications of middle-frequency (400 Hz ${\sim}$ 10 kHz) devices. The newly developed sheets with a tension coating showed an excellent reduction in iron loss at 400 Hz (iron loss at 1.0 T and 400 Hz = 4.677 W/kg, iron loss at 1.5 T and 400 Hz = 9.742 W/kg) due to high magnetic induction, $B_{10}$(measured induction at 1000 A/m), of over 1.9 T. In cases of frequencies below 400 Hz, magnetic induction, $B_{10}$, of the sample plays a major role to reduce its iron loss as excitation induction increases, whereas, in case of frequency of 1 kHz, thickness dependence becomes dominant due to a lower iron loss at relatively thinner sample. The sheets with a high magnetic induction, therefore, are favorable for high excitation induction (over 1.0 T) and low excitation frequency (below 400 Hz) applications, whereas the sheets that can reduce eddy current loss by reducing thickness or domain wall width are advantageous for low excitation induction (below 1.0 T) and high excitation frequency (around 1 kHz) applications.
The relationship between effective permeability and the remanence ratio of an Fe-based amorphous alloy (Metglas 2605S3A) is investigated over a wide frequency range, in an effort to understand magnetization behavior of the alloy. In the frequency range from 1 to 200 kHz, the permeability is maximum at the remanence ratio of 0.4-0.5 and, at frequencies over 500 kHz, the correlation with negative coefficients emerges indicating that the permeability decreases with the remanent ratio, except for the ribbon coated with an insulating layer of MgO which exhibits both high values of the effective permeability and remanence ratio. It is considered from the correlation results that the boundary at which the dominant magnetization mechanism changes from domain wall motion to spin rotation is near 500 kHz. The core loss is also investigated as a function of annealing time when the samples are annealed at a fixed temperature of $435^{\circ}C$. The core loss in most cases decreases with the annealing time, the degree of the loss may consist of the hysteresis loss and anomalous eddy current loss. The two loss components are considered to be of similar magnitudes at low frequencies while, at high frequencies, the dominant contribution to the total loss is the anomalous loss.
This paper presents the optimal permanent magnet shape on the rotor of an interior permanent magnet motor to reduce the core losses and improve the performance. As permanent magnet has conductivity inherently, it causes huge amount of eddy current losses by the slot harmonics with concentrated winding. This loss is roughly 100 times larger than that of distributed winding in high speed operation and it cannot be ignored, especially on traction motors. Each eddy current loss on permanent magnet has been investigated in detail by using FEM(Finite Element Method) instead of EMCNM(Equivalent Magnetic Circuit Network Method) in order to consider saturation and non-linear magnetic property. Simulation-based DOE(Design Of Experiment) is also applied to avoid large number of analyses according to each design parameter and consider expected interactions among parameters. Consequently, the optimal design to reduce the core loss on the permanent magnet while maintaining or improving motor performance is proposed by an optimization algorithm using regression equation derived and lastly, the core loss reduction on the proposed shape of the permanent magnet is verified by FEM.
In recently, inductor and transformer is the common device using widely in the photovoltaic system and power electronics. Therefore, each inductor and transformer has different core loss and iron loss depending on the size and kinds of core materials, it is important to analyze loss characteristics for better transformer efficiency. This paper offers an efficiency calculation method for PCS inductor and transformer loss, and different kinds of core materials are analyzed for optimized PCS design.
[ $3\%$ ] 규소강판에 대한 코어손실 특성은 규소장판에 포함된 실리콘 함유량, 불순물의 농도, 투자율, 자구의 구조 등에 의존한다. 자구 미세화는 고 투자율을 갖는 규소강판의 코어손실을 감소시키는 좋은 방법이다. 본 연구에서는 펄스형 Nd : YAG 레이저를 규소강판에 조사함으로써 규소강판의 자구를 미세화 하여 코어손실을 최소화 할 수 있는 최적조건을 분석하였다. 조사된 레이저빔의 spot 크기는 $100{\mu}m$, 펄스 당 에너지는 10${\~}$35mJ, 스크라이빙 줄 간격은 5mm로 결정하였으며 펄스폭이 30ns인 Nd:YAG 레이저를 사용하여 규소강판의 코어손실을 최대 $17\%$까지 개선하였다.
This paper presents the double side PM synchronous motor/generator for core loss reduction in flywheel energy storage system. The use of double PM rotor causes the elimination of core loss in no-load state of machine. Because flywheel rotational speed is reduced by core loss, double PM rotor is very effective in flywheel system. This paper suggests two types of double side PM rotor, Halbach magnetized array and parallel magnetized array. And characteristic comparison according to thickness of rotor back core is performed.
This paper describes a current differential relaying algorithm for a three-phase transformer considering the nonlinear magnetization characteristics of the core. The iron-loss current is obtained from the calculated induced voltage and the core-loss resistance. The magnetizing current is calculated from the estimated core flux and the magnetization curve. The proposed algorithm uses the modified differential current, which is obtained by subtracting the iron-loss current and the magnetizing current from the conventional differential current. The various test results show that the algorithm can discriminate internal fault from magnetic inrush, overexcitation and an external fault.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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