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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박성준
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수28
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전 세계적으로 환경오염에 대한 관심과 규제가 강화되고 유가가 상승하면서 신재생에너지 산업에 대한 관심이 고조되고 있으며 그 중 가장 활발히 보급되고 있는 신재생에너지인 풍력은 경제성도 확보되어 있어서 기존의 화석 연료를 대체할 가장 유력한 대안으로 평가되고 있다. 신재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있는 상황에도 불구하고 우리나라 풍력설비산업의 해외시장 점유율 및 기술수준은 매우 저조한 상황이며 높은 설치 단가의 문제로 인하여 보급이 어려워 도시 및 단독주택 등에서 기존 외국산 제품들에 비해 상대적으로 저렴한 보급형 소형 풍력발전기 개발에 대한 연구가 필수적이다.
본 논문은 3kW급 소형풍력에 적용하기 위해 국내 풍황 조건을 고려한 저속 고출력 영구자석 동기 발전기의 설계, 해석, 및 평가 결과를 제시하고자 하였다. 저속 고출력 특성을 만족하기 위해 외전형 다극 회전자를 갖는 발전기를 개발하였으며, 설계 및 해석결과는 실제작을 통한 시험결과와 비교함으로써 타당성을 검증하였으며, 평가 결과를 통해 개발 발전기의 성능을 제시하고자 한다. 또한 유도전압, 발전출력, 철심포화 및 코깅토크 저감 등을 포괄적으로 고려한 주요 설계변수를 도출하였다.
본 논문은 3kW급 소형풍력에 적용하기 위해 국내 풍황 조건을 고려한 저속 고출력 영구자석 동기 발전기의 설계, 해석, 및 평가 결과를 제시하고자 하였다. 저속 고출력 특성을 만족하기 위해 외전형 다극 회전자를 갖는 발전기를 개발하였으며, 설계 및 해석결과는 실제작을 통한 시험결과와 비교함으로써 타당성을 검증하였으며, 평가 결과를 통해 개발 발전기의 성능을 제시하고자 한다. 또한 유도전압, 발전출력, 철심포화 및 코깅토크 저감 등을 포괄적으로 고려한 주요 설계변수를 도출하였다.
목차
1. 서 론 1가. 연구배경 및 필요성 1나. 연구 범위 및 내용 32. 영구자석형 동기발전기 전자기 특성 해석 6가. 자계 특성 61) 모델 및 가정 62) 영구자석에 의한 자계 7가) 자기벡터포텐셜 7나) 자화 8다) 지배방정식 11라) 영구자석 영역의 자속밀도 12마) 가상 영역에서의 자속밀도 193) 전기자반작용에 의한 자계 20가) 회전자계 20나) 전류밀도 21다) 전기자반작용 영역의 자속밀도 23라) 가상 영역의 자속밀도 24나. 전기 회로 파라미터 241) 저항 242) 역기전력(Back EMF) 263) 동기 인덕턴스 27다. 전력 손실 특성 291) 동손(Copper Loss) 292) 철손(Iron Loss) 303. 영구자석형 동기발전기 시작품 설계 및 제작 31가. 재질 선정 311) 영구자석(Permanent Magnet) 312) 전기강판 333) 코일 34나. 설계 사양 및 체적 산정 34다. 시작품 해석 모델 361) 극수 선정 362) 권선 배열 373) 최적화 형상 설계 39가) TRV적용 초기 모델 39나) 초기 해석 보완 모델 42(1) 발전기 크기 보완 42(2) 고정자 형상 설계 43(3) 코깅토크(Cogging Torque) 저감 설계 45(4) 최종 모델 50라. 시작품 제작 541) 도면 542) 질량 및 가격 산출 563) 실제 제작모델 57가) 전기강판 57나) 영구자석 59다) 코일 59라) 해석 결과 604) 제작 624. 시작품 시험 및 결과 분석 65가. 발전기 성능 평가 시스템 65나. 무부하 테스트 65다. 부하 테스트 675. 결론 70참고문헌(References) 71영문 초록(Abstract) 72
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