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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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해상 풍력용 직접구동형 발전기
발전부의 전자기-열전달 거동 특성
Characteristics of electromagnetic-heat transfer on the part of electricity production for offshore direct-driven generator
기계공학과 안 대 균
지도교수 한 승 호
신재생 에너지 분야 중 풍력 발전에서 사용되는 발전기는 크게 간접구동형 발전기와 직접구동형 발전기로 나눌 수 있다. 그 중, 영구자석을 사용하는 직접 구동형 발전기는 높은 전력 밀도와 간단한 구조 때문에 많은 관심을 받고 있다. 현 시장에서는 반경방향 자속 영구자석형 발전기(이하 RFPM 발전기)가 대형화 되어 사용하고 있지만, 동일 체적 당 전력 생산 효율이 높은 축방향 자속 영구자석형 발전기(이하 AFPM 발전기)의 대형화에 초점을 두어 연구가 진행 중이다. 그러나 AFPM 발전기는 구조적인 문제와 열적인 문제 때문에 현재 이를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 저용량 AFPM 발전기의 경우에는 대류형 및 전도형 냉각시스템이 개발되어 사용되고 있지만, 발전기의 용량이 커짐에 따라 새로운 형태의 냉각장치가 필요하게 된다.
본 논문에서는 2.5MW급 AFPM 발전기에 적용이 가능한 전도형 냉각장치를 제안하였으며, 기존의 대류형 냉각장치와 제안된 전도형 냉각장치를 대상체로 전자기-열 특성을 수치해석적인 방법으로 분석하였다. 복사열에 의한 영구자석의 최종 온도를 비교해본 결과 기존 방식의 대류형 냉각장치의 경우 53oC 그리고 제안된 전도형 냉각장치는 66oC를 나타내었다. 제안된 전도형 냉각장치가 열특성 측면에서 다소 불리하지만, 설치비용 및 중량 대비 효율측면에서 우수하여 기존의 냉각장치를 대체할 수 있다고 판단된다.
주요어 : Heat transfer (열전달), Axial flux permanent magnet generator(축방향 자속 영구자석 발전기), Convective-type cooling system (대류형 냉각장치), Conductive-type cooling system(전도형 냉각장치)
발전부의 전자기-열전달 거동 특성
Characteristics of electromagnetic-heat transfer on the part of electricity production for offshore direct-driven generator
기계공학과 안 대 균
지도교수 한 승 호
신재생 에너지 분야 중 풍력 발전에서 사용되는 발전기는 크게 간접구동형 발전기와 직접구동형 발전기로 나눌 수 있다. 그 중, 영구자석을 사용하는 직접 구동형 발전기는 높은 전력 밀도와 간단한 구조 때문에 많은 관심을 받고 있다. 현 시장에서는 반경방향 자속 영구자석형 발전기(이하 RFPM 발전기)가 대형화 되어 사용하고 있지만, 동일 체적 당 전력 생산 효율이 높은 축방향 자속 영구자석형 발전기(이하 AFPM 발전기)의 대형화에 초점을 두어 연구가 진행 중이다. 그러나 AFPM 발전기는 구조적인 문제와 열적인 문제 때문에 현재 이를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 저용량 AFPM 발전기의 경우에는 대류형 및 전도형 냉각시스템이 개발되어 사용되고 있지만, 발전기의 용량이 커짐에 따라 새로운 형태의 냉각장치가 필요하게 된다.
본 논문에서는 2.5MW급 AFPM 발전기에 적용이 가능한 전도형 냉각장치를 제안하였으며, 기존의 대류형 냉각장치와 제안된 전도형 냉각장치를 대상체로 전자기-열 특성을 수치해석적인 방법으로 분석하였다. 복사열에 의한 영구자석의 최종 온도를 비교해본 결과 기존 방식의 대류형 냉각장치의 경우 53oC 그리고 제안된 전도형 냉각장치는 66oC를 나타내었다. 제안된 전도형 냉각장치가 열특성 측면에서 다소 불리하지만, 설치비용 및 중량 대비 효율측면에서 우수하여 기존의 냉각장치를 대체할 수 있다고 판단된다.
주요어 : Heat transfer (열전달), Axial flux permanent magnet generator(축방향 자속 영구자석 발전기), Convective-type cooling system (대류형 냉각장치), Conductive-type cooling system(전도형 냉각장치)
목차
目 次Ⅰ. 서론 11. 연구 배경 12. 연구 동향 23. 연구 목적 3Ⅱ. 대용량 AFPM 발전기 및 냉각장치 51. 대용량 AFPM 발전기 52. 냉각장치 7Ⅲ. 전자기-열전달 연성해석 91. 연성해석 92. 전자기 해석 113. 열전달 연성해석 12Ⅳ. 결과 및 고찰 161. 전자기 해석 결과 162. 대류 열전달 해석 183. 전도 열전달 해석 234. 고찰 33Ⅴ. 결론 35참고문헌 36ABSTRACT 38
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