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Design of a Transverse Flux Linear Motor

  • Chang, Jung-Hwan;Kim, Ji-Won;Kang, Do-Hyun
    • Journal of Magnetics
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    • 제16권1호
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    • pp.58-63
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    • 2011
  • This paper presents design procedures of a transverse flux linear motor (TFLM). The minimum and maximum flux linkage was determined by the simplified equivalent magnetic circuit and estimated average magnetic flux density at the air gap region by considering the shape of applied magnetomotive force (MMF). With this information, the number of turns of each phase winding was calculated based on the amplitude of applied voltage and speed of a mover. The rated current, coil diameter, and winding area were obtained with the aid of an empirical formula for determining the required MMF. The usefulness of the proposed design method for TFLM is verified by the three-dimensional equivalent magnetic circuit network (EMCN) method and the experimental results of prototyped machine.

철도차량용 매입형 영구자석 동기전동기의 영구자석 와전류 손실 분석 연구 (Analysis of Eddy Current Loss on Permanent Magnets of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor for Railway Transit)

  • 박찬배;이형우;이병송
    • 한국철도학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.370-375
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    • 2012
  • 본 연구에서는 철도차량용 추진시스템에 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)를 적용하기 위하여 110kW급 고출력밀도 IPMSM을 집중권/분포권 모델로 각각 설계하였다. 집중권 모델은 6극 9슬롯 구조이고, 분포권 모델은 6극 36슬롯 구조이다. 일반적으로 IPMSM의 영구자석에서의 와전류 손실은 슬롯 고조파에 의해 발생된다. IPMSM의 고속 회전 시 와전류 손실에 의한 영구자석의 열적 감자현상은 특히 집중권 IPMSM에서 주요 문제가 된다. 영구자석에서의 와전류 손실을 줄이는 설계는 고속 운전을 필요로 하는 철도차량 추진시스템용 IPMSM 설계에 있어서 중요하다. 그러므로 본 논문에서는 영구자석에서의 와전류 손실을 줄이기 위하여 영구자석을 분할하는 방법을 제안한다. 저자는 영구자석의 분할 개수를 변화시면서 IPMSM 집중권 모델의 영구자석에서 발생되는 와전류 손실의 변화 특성을 분석한다.

영구자석 직류전동기의 회전자 치(齒) Parameter에 따른 특성해석 (Characteristic Analysis on Teeth Parameter of Permanent Magnet DC Motor)

  • 김철호;배상한;오철수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.133-135
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    • 1996
  • This paper deals with the effect of teeth number variation in permanent Magnet DC motor. As teeth number varies, both flux density distribution and winding pitch are influenced, which is closely related to torque-speed characteristics, output power, and efficiency. In this study, motor design carried out using finite element method, and prototype motors were manufactured to test their performance analysis. In spite of torque ripple due to cogging effect better characteristic of machine using small teeth number was recorded than the motors with large number of rotor teeth. One of that reasons is caused by adopting large coil-length due to large number of teeth, i. e. large coil-pitch.

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직동력 고응답 엑츄에이터 구동용 표면부착형 영구자석형 동기 전동기의 슬롯 수에 따른 특성 연구 (Characteristics of SPMSM for electro-hydraulic actuator according to the slot number)

  • 권순오;이병화;이정종;김대성;김범중;홍정표
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.824_825
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    • 2009
  • This paper deals with the characteristics of SPMSM for hydraulic actuator according to the slot number. As a design variable, slot number affects the winding configuration and this leads to the total variation of motor characteristic. Therefore number of slot should be cautiously determined. Three SPMSMs are designed and THD of back emf, cogging torque, and torque ripple are compared. Among three SPMSMs, 36slots with 12 pole is chosen for further development considering motor characteristics and manufacturing.

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초고압 불평등 전계에서 정전링 설계변수에 대한 연구 (A Study on the Design Parameters of the Static Ring in the Ultra-high Voltage Non-uniform Electric Field)

  • 김진성;서민성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.577-582
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    • 2020
  • 발전소에서 생산된 전기는 여러 단계의 변전과정을 거쳐 소비자에게 전달된다. 이 때 각 소비자에게 적합한 전압으로 송전하기 위해 초기 송전단계 및 산업단지 및 공장과 같은 고전압이 필요한 경우에 사용되는 초고압변압기는 권선 단부에서 고압의 불평등 전계가 형성되어 절연파괴의 위험을 내재하고 있다. 초고압변압기는 전압의 승압과 강압을 위해 권선, 철심이 가장 중요한 부품이다. 특히 권선의 경우 전압이 직접 인가되면서 전압의 크기를 변환하는데 핵심적인 역할을 한다. 이때 권선 단부는 그 형상에 의해 불평등 전계가 형성되고 특히 권선의 모서리에 높은 전계 스트레스가 발생한다. 이러한 불평등 전계에 의한 권선 단부의 전기적 응력을 분산하기 위하여 정전링을 사용하는데 이 정전링은 권선 상·하단 단부에 설치된다. 이러한 정전링을 설계하기 위해서는 다양한 변수를 고려하여야 하지만 그 중 정전링 곡률, 정전링 표면의 절연지 두께, 권선과 권선사이에 설치되는 배리어 수, 배리어 두께가 정전링에 발생되는 전계 스트레스에 어떠한 영향을 미치는지 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 확인하였고 그 결과를 통해 정전링 설계 시 고려해야 할 사항을 제안하였다.

전동차용 SRM의 상수변화에 따른 특성 해석 (A Characteristic Analysis of SRM for vehicle with Different Phase Number)

  • 최경호;김경식;진명철
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(2)
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    • pp.981-984
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    • 2004
  • This paper presents the design results and characteristic analysis of SRM. For vehicle power supply for adaptable design of the SRM, variable design parameters, such as stator and rotor laminations, winding details, pole numbers, and pole arcs, phases numbers are required. So, in this paper the SRM design results and the comparison of characteristics for vehicle power supply as phases changed are described.

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직렬주입변압기가 없는 새로운 UPFC의 동특성 분석 (Operation Analysis of Novel UPFC without Series Injection Transformers)

  • 백승택;한병문
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제52권12호
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    • pp.641-648
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    • 2003
  • This paper proposes a novel UPFE based on H-bridge modules, isolated through single-phase multi-winding transformers. The dynamic performance of proposed system was analyzed by simulation with EMTDC, assuming that the UPFC is connected with the 138-kV transmission line of one-machine-infinite-bus power system. The proposed system can be directly connected to the transmission line without series injection transformers. It has flexibility in expanding the operation voltage by increasing the number of H-bridge modules.

배전 선로용 자계 검출 센서 특성 (Properties of the Detection Sensor of Magnetic Field for Distribution Line)

  • 박건호
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2014년도 제49차 동계학술대회논문집 22권1호
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    • pp.383-384
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    • 2014
  • 본 논문에서 제시된 배전 선로용 자계 검출 센서는 비접촉형이며, 페라이트 코어로 구성되어 있다. 시편 코어의 권선수 및 길이의 변화에 따른 특성을 조사한 결과 탐색 코일의 권선수가 5,000턴이고 이격 거리가 6[cm] 이내에서 활선 여부를 검출할 수 있었으며, 전선과의 이격 거리에 대해서 자계의 세기가 제곱에 반비례로 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

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자속구속형 초전도 전류제한기의 용량증대를 위한 동작특성 (Operating Characteristics of Capacity Increase in a Flux-Lock Type Superconducting Fault Current Limiter)

  • 남긍현;최효상;박형민;조용선;이나영;한태희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.200-202
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    • 2006
  • We investigated the operating characteristics of a flux-lock type superconducting fault current limiters according to the number of the serial connection each the superconducting element at the additive polarity winding of a transformer. This SFCL consists of two coils wound in parallel on the same iron core, and the secondary coil is connected to the elements in series. Operating characteristics can be controlled by adjusting the inductances and the winding directions of the coils. It turns ratio between the primary and the secondary coils is 63:21. The analysis of voltage, current, and resistance in serial connection each element was performed to increase the applied voltage of flux-lock type SFCL. When the applied voltage was 200/$\sqrt{3}[V_{rms}]$ with three elements connected in seres, the peak value of the line current increased up to 26,24[A]. On the other hands, resistive SFCL increased up to 36.35[A], under the same conditions. This enabled the flux-lock type SFCL to be easy to increase the capacity of power system.

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원통형 동기발전기 회전자의 층간단락에 관한 연구 (Study of Shorted-turn for Cylindrical Synchronous Generator Rotor)

  • 김영준;김장목;이상혁;안진우
    • 한국안전학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.52-56
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    • 2006
  • This paper describes the methods for the detection of shorted-turn in the rotor of a cylindrical synchronous generator. A search coil is installed in the air-gap to detect the shorted-turn. The occurrence of a fault in the rotor winding results in a decrease of the induced voltages in the stator. And the magnitude of the rotor flux can be estimated by using the search coil and the estimated stator voltages respectively. And the magnitude of the estimated rotor flux is used for discriminating the rotor windings short or not by detecting the magnitude of the rotor flux. The method using a search coil located in the air-gap can detect not only the occurrence of a turn fault but also its position in the rotor winding. But the method using the estimated stator voltages gives the magnitude of the rotor flux, and only the number of a short-turn.