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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

박준태 (과학기술연합대학원대학교, 과학기술연합대학원)

지도교수
홍도관
발행연도
2021
저작권
과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수9

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

3kW급 전방위 추진기용 전동기와 비접촉 마그네틱 기어의 성능 해석
박준태 ,  홍도관 ,  정연호 대한전기학회 학술대회 논문집 2021.05 학술대회자료
동축 비접촉 마그네틱 기어가 적용된 3kW급 전기추진기의 다양한 성능해석
박준태 2021.01 학위논문

초록· 키워드

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대기 중 온실가스 농도가 증가함에 따라 이산화탄소 배출량을 줄이기 위한 방법으로 선박 추진 장치의 추진시스템의 효율을 획기적으로 개선 시켜 연료소모량을 줄이는 방향에 많은 관심이 쏠리고 있다. 현재 선박의 다양한 추진 방식 중 가장 효율적인 추진 방식은 상반회전 프로펠러 추진방식이라고 할 수 있다.
본 연구에서는 무인이동체의 핵심동력원으로 활용할 수 있는 3kW급 동축 비접촉 마그네틱 기어가 적용된 상반회전 프로펠러 전기추진기를 제안하였다. 전기추진기는 인버터, 전동기, 동축 비접촉 마그네틱 기어, 상반회전 프로펠러로 구성되어 있다. 일반적으로 적용되는 기계식 기어 방식에서 동축 비접촉 마그네틱 기어로 대체하는 연구를 수행하였다. 전기추진기의 핵심부품인 전동기와 동축 비접촉 마그네틱 기어의 고출력화를 위해 영구자석에 할박 배열을 적용하였다. 다양한 성능해석((전)자계, 강제진동, 열유동, 회전체 등)을 통해 목표사양을 만족하는 전기추진기의 핵심부품인 전동기와 동축 비접촉 마그네틱 기어의 통계적 최적화를 수행하였다. 전동기와 동축 비접촉 마그네틱 기어의 최적설계를 위해 각 특성에 영향을 미치는 주요한 설계변수 및 수준을 선정하고 혼합직교배열표로 샘플링을 수행하였다. 최소의 실험횟수와 최적해를 고려하여 이산설계공간과 연속설계공간에서 다양한 최적설계 방법(벌칙함수, 가중치법, 반응표면법)을 비교분석하여 토크 및 토크리플을 다목적으로 하는 최적모델을 결정하였다. 전기추진기의 핵심부품(최적화된 전동기와 동축 비접촉 마그네틱 기어, 인버터)과 전기추진기 시스템에 대한 다양한 성능해석을 수행하였다. 전기추진기 핵심부품의 최적모델 및 시스템에 대한 (전)자계 해석 및 열유동 해석을 통해 열적 안정성을 확인하였으며 (전)자계 해석 및 강제진동 해석, 회전체 해석 등을 통해 기계적 안정성을 확인하였다.
#전기추진기 #상반회전 프로펠러 #동축 비접촉 마그네틱 기어 #통계적 최적설계 #실험계획법 #강제진동 해석 #이중축계 회전체 해석 #열유동 해석

목차

1. 서론
1.1 연구배경 및 필요성
1.2 연구목적
2. 전기추진기 및 핵심부품의 구조와 특징
2.1. 전기추진기의 구조
2.2. 인버터의 구조와 특징
2.3. 전동기의 구조와 특징
2.4. 동축 비접촉 마그네틱 기어의 구조와 특징
3. 전기추진기용 핵심부품의 최적설계
3.1. 전동기의 최적설계
3.2. 동축 비접촉 마그네틱 기어의 최적설계
4. 전기추진기 및 핵심부품의 다양한 성능해석
4.1. 인버터의 성능 해석
4.2. 전동기의 성능 해석
4.3. 동축 비접촉 마그네틱 기어의 성능 해석
4.4. 전기추진기의 성능 해석
5. 결론
참고문헌

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