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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 영남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수27
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2013
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초 록
단상 및 3상 전동기 보다 많은 특성과 장점을 가지는 다상 교류 전동기의 운전특성을 연구 및 조사하기 위해서는 고조파 성분이 적고 전력품질이 우수한 정현파 다상 교류전원이 필요함에 따라, 본 연구에서는 교류전동기 및 발전기 해석 프로그램을 사용하여 5상 표면부착형 영구자석 동기 발전기(SPMSG)를 설계와 제작기술 및 운전 특성을 제시하였다. 연구 개발된 동기발전기의 특성은 다음으로 요약 된다.
● 5상, 정격주파수 60[Hz], 정격전압 220[V], 정격 전류 21.9[A], 정격출력 5[kW],
● 극수 8극, 정격 회전수 900[rpm],
● 고정자 외경 200[mm], 회전자 외경 119[mm], 적층 두께 85[mm], 공극 1.0[mm]
● 고정자 슬롯 수 40[개], 2층 분포 전절 권선, 코일 그룹 수 20[개]
● 최대효율 90.2[%], 상간 진폭 불평형 ?0.4620[%]와 ?1.5695[%], THD 1.95[%].
원동기 회전수의 가변으로 출력주파수 변화와 실부하 가변에 따라 발생되는 유기기전력과 파형 및 출력 전압에 포함된 고조파 성분 분석을 통하여, 제시된 품질이 우수한 교류발전기의 설계 및 제작 기술의 타당성을 입증하였다.
또한 개발된 SPMSG의 특성을 고찰해 보면, 5상 소형 농형 유도전동기(SCIM) 및 영구자석 동기전동기(PMSM)의 연구개발에 필요한 품질이 우수한 교류 전원장치로 사용 할 수 있을 뿐만 아니라 다상 교류전동기 제어시스템에 대한 연구에 활용이 기대되어진다.
단상 및 3상 전동기 보다 많은 특성과 장점을 가지는 다상 교류 전동기의 운전특성을 연구 및 조사하기 위해서는 고조파 성분이 적고 전력품질이 우수한 정현파 다상 교류전원이 필요함에 따라, 본 연구에서는 교류전동기 및 발전기 해석 프로그램을 사용하여 5상 표면부착형 영구자석 동기 발전기(SPMSG)를 설계와 제작기술 및 운전 특성을 제시하였다. 연구 개발된 동기발전기의 특성은 다음으로 요약 된다.
● 5상, 정격주파수 60[Hz], 정격전압 220[V], 정격 전류 21.9[A], 정격출력 5[kW],
● 극수 8극, 정격 회전수 900[rpm],
● 고정자 외경 200[mm], 회전자 외경 119[mm], 적층 두께 85[mm], 공극 1.0[mm]
● 고정자 슬롯 수 40[개], 2층 분포 전절 권선, 코일 그룹 수 20[개]
● 최대효율 90.2[%], 상간 진폭 불평형 ?0.4620[%]와 ?1.5695[%], THD 1.95[%].
원동기 회전수의 가변으로 출력주파수 변화와 실부하 가변에 따라 발생되는 유기기전력과 파형 및 출력 전압에 포함된 고조파 성분 분석을 통하여, 제시된 품질이 우수한 교류발전기의 설계 및 제작 기술의 타당성을 입증하였다.
또한 개발된 SPMSG의 특성을 고찰해 보면, 5상 소형 농형 유도전동기(SCIM) 및 영구자석 동기전동기(PMSM)의 연구개발에 필요한 품질이 우수한 교류 전원장치로 사용 할 수 있을 뿐만 아니라 다상 교류전동기 제어시스템에 대한 연구에 활용이 기대되어진다.
목차
1. 서 론 11-1. 연구배경 11-2. 연구 동향 21-3. 연구의 필요성 31-4. 연구 목표와 논문의 구성 42. 다상 교류기의 기자력 해석 62-1. 고정자 권선의 기자력 분포 62-2. 회전자계 발생 152-3. 전압과 전류 및 쇄교자속 해석 162-4. 발생 회전력 192-5. 영구자석 동기기의 모델링 203. 영구자석 회전기의 해석 233-1. 영구자석 동기기 설계 기초 233-2. 영구자석의 동작점 결정 233-3. 영구자석의 퍼미언스 계수 264. 5상 교류기의 모델링 294-1. 5상 회전기의 개념 294-2. 회전기 수학적 모델링 314-3. 고조파 해석 365. 회전기 해석 및 설계 415-1. 전기기계의 에너지변환 415-2. Maxwell 방정식 425-3. FEM 해석 496. 동기발전기 설계 526-1. SPMSG 설계 526-2. 시뮬레이션 결과 566-3. 특성계산 636-4. SPMSG의 설계결과 647. 동기발전기 제작 657-1. 회전자 제작 657-2. 고정자 제작 657-3. 완성품 제작 698. 동기발전기 특성실험 708-1. 특성실험 장치 708-2. 권선 특성 시험 738-3. 무부하 운전 특성 738-4. 저항부하 운전 특성 768-5. 5상 농형 유도전동기 부하 829. 개발된 SPMSG의 특성 879-1. 개발된 발전기의 특성 8710. 결 론 89참 고 문 헌 91[부 록 1] n상 상변환과 좌표변환 99[부 록 2] n상 공간벡터 모델링 103[부 록 3] 영구자석 동기기의 자기 회로 해석 106[부 록 4] FEM 해석 진행과정 114[부 록 5] 시작품의 특성시험 결과 117[부 록 6] 회전기 기초 설계 방법 128[부 록 7] 전문 학술지에 발표된 관련 논문 143국 문 요 약 145영 문 요 약 147
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