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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 구현철
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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자기공진형 무선전력전송에 대한 연구가 진행되며 인체삽입형 의료기기용 무선전력전송, 수중 드론을 위한 무선전력전송 등 전송매질이 공기가 아닌 다른 매질에서 무선전력전송 기술을 적용하려는 연구가 진행 중이다. 하지만 전자기장을 이용하여 전력을 전송하는 무선전력전송의 특성상 전자기장이 전개되는 매질이 변한다면 기존의 자유공간 및 공기에서의 무선전력전송 연구와는 무선전력전송 특성이 달라진다. 공진 주파수가 변하고, 전자기장이 감쇠하며 상호인덕턴스가 공기 중과는 달라질 것으로 쉽게 예상할 수 있다. 이러한 전송특성의 변화가 무선전력전송 시스템에 미치는 영향을 분석하기 위해서는 무선전력전송기술을 적용하고자 하는 매질에 대한 연구가 반드시 필요하다.
본 논문에서는 기존 자유공간 무선전력전송 T 등가모델에 전자기장의 감쇠를 반영하는 저항, 공진주파수의 변화를 반영하는 커패시터, 상호인덕턴스의 변화를 반영하는 인덕터를 추가한 수중 무선전력전송 등가 모델을 제시한다. 제안하는 등가모델을 검증하기 위하여 수중 무선전력전송 시스템을 제작하여 실제 수중 무선전력전송시 매질의 상태와 거리에 따른 파라미터를 측정한다. 전송매질인 물은 염도나 온도, 유속, 매질의 부피 등 다양한 변수들에 의해 특성이 달라진다. 본 논문에서는 온도와 유속, 부피를 고정하고, 물의 염도만을 변화시키며 염도의 변화와 코일간의 거리의 변화에 따른 무선전력전송 특성 변화를 연구하고, 이를 제안한 등가모델을 이용하여 재연한다. 매질의 특성을 반영하기 위하여 추가한 인덕터, 커패시터, 저항 값은 물의 염도와 거리의 1차식이라 가정한 후 측정값과 계산값을 비교하여 제안하는 등가모델의 타당성을 검증하였다.
비교 결과 으로 본 임피던스의 변화는 측정값과 계산값이 염도와 거리에 따라 동일한 양상으로 변하는 걸 확인할 수 있다. 또한 무선전력전송 효율은 측정값과 계산값이 평균적으로 약 3%, 최대 8%의 오차를 지녀 제안하는 수중무선전력전송 등가모델이 약간의 오차는 있지만 실제 측정값과 거의 비슷함을 확인할 수 있다.
제안하는 수중 무선전력전송 등가모델에서 가장 중요한 부분은 추가한 커패시터, 인덕터, 저항 값의 선정이다. 본 논문에서는 이러한 값들이 염도와 코일간의 거리에 대한 1차식이라고 가정하고 모의실험을 진행하였다. 이러한 값들의 차수가 올라가면 더욱더 측정값과의 오차를 줄일 수 있을 것이라 기대한다.
본 논문에서는 기존 자유공간 무선전력전송 T 등가모델에 전자기장의 감쇠를 반영하는 저항, 공진주파수의 변화를 반영하는 커패시터, 상호인덕턴스의 변화를 반영하는 인덕터를 추가한 수중 무선전력전송 등가 모델을 제시한다. 제안하는 등가모델을 검증하기 위하여 수중 무선전력전송 시스템을 제작하여 실제 수중 무선전력전송시 매질의 상태와 거리에 따른 파라미터를 측정한다. 전송매질인 물은 염도나 온도, 유속, 매질의 부피 등 다양한 변수들에 의해 특성이 달라진다. 본 논문에서는 온도와 유속, 부피를 고정하고, 물의 염도만을 변화시키며 염도의 변화와 코일간의 거리의 변화에 따른 무선전력전송 특성 변화를 연구하고, 이를 제안한 등가모델을 이용하여 재연한다. 매질의 특성을 반영하기 위하여 추가한 인덕터, 커패시터, 저항 값은 물의 염도와 거리의 1차식이라 가정한 후 측정값과 계산값을 비교하여 제안하는 등가모델의 타당성을 검증하였다.
비교 결과 으로 본 임피던스의 변화는 측정값과 계산값이 염도와 거리에 따라 동일한 양상으로 변하는 걸 확인할 수 있다. 또한 무선전력전송 효율은 측정값과 계산값이 평균적으로 약 3%, 최대 8%의 오차를 지녀 제안하는 수중무선전력전송 등가모델이 약간의 오차는 있지만 실제 측정값과 거의 비슷함을 확인할 수 있다.
제안하는 수중 무선전력전송 등가모델에서 가장 중요한 부분은 추가한 커패시터, 인덕터, 저항 값의 선정이다. 본 논문에서는 이러한 값들이 염도와 코일간의 거리에 대한 1차식이라고 가정하고 모의실험을 진행하였다. 이러한 값들의 차수가 올라가면 더욱더 측정값과의 오차를 줄일 수 있을 것이라 기대한다.
목차
제1장 서론 1제2장 자유공간 무선전력전송 시스템 개요 3제1절 무선전력전송 시스템 3제2절 무선전력전송 등가회로 5제3장 수중 무선전력전송 등가모델 연구 10제1절 수중 무선전력전송 등가모델 제안 10제2절 수중 무선전력전송 등가모델 분석 12제4장 측정 및 검증 15제1절 수중 무선전력전송 시스템 제작 및 측정 15제2절 수중 무선전력전송 측정 결과 19제3절 수중 무선전력전송 등가모델 검증 24제5장 결론 29참고문헌 31국문초록 33
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