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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김원호
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 가천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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전 세계적으로 지구온난화와 에너지 자원 고갈 문제 등이 대두됨에 따라 이산화탄소와 같은 온실가스 배출 감축 의무화 및 에너지 자원을 합리적으로 사용하기 위한 MEPS(Minimum Energy Performance Standard)와 같은 고효율 기기 사용 의무화 정책을 확대 실시하고 있으며 우리나라 또한 2008년부터 최저효율제를 실시해왔으며 현재 삼상 유도전동기의 경우 효율 기준을 프리미엄급(IE3) 까지 인증 의무화 하도록 확대 시켰다. 이와 같은 정책의 방향과 희토류 영구자석의 공급 불안정성 및 가격 증가로 인해 고효율 유도전동기 개발에 대한 관심이 증가함에 따라 유도전동기 고효율화를 위한 설계 연구의 필요성이 증가하였다.
본 논문에서는 IE3급 효율 달성을 위한 유도전동기 설계 프로세스를 제안한다. 설계 프로세스는 선정 모델의 성능을 유한요소해석을 이용하여 분석하고 손실 분리 시험 및 성능 시험을 통해 실제 성능을 확인하는 것으로 시작하여 시험 데이터를 해석에 반영하고 코어 재질을 변경한 후 철손 및 동손 저감을 통한 효율 개선 프로세스를 진행한다. 효율 개선을 위해 철손 및 동손과 관련된 설계 변수를 선정하며 철손 관련 설계 변수로는 적층길이, 공극, 슬롯오프닝 등이 있으며 동손 관련 설계 변수로는 턴 수, 소선 및 병렬회로 등이 있다. 철손은 포화, 동손은 전류밀도를 고려해야하며 MEC 및 FEM을 통한 파라미터 분석을 진행하여 설계 변수의 변화에 따른 손실 및 효율 경향성을 분석하여 최종 모델을 선정하여 성능 분석을 하는 것으로 프로세스는 종료된다.
제시한 설계 프로세스의 타당성 검증을 위해 수중펌프용 15kW급 이중농형 유도전동기를 모델로 하여 성능 분석 및 시험을 진행하였으며 제시한 설계 프로세스를 적용하여 프리미엄급 효율 달성을 위해 각 손실 관련 설계 변수를 선정, 파라미터 해석을 진행하였으며 최종 모델을 선정하여 시작품을 제작 및 성능 시험을 통해 설계 프로세스 및 유한요소해석 결과의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 IE3급 효율 달성을 위한 유도전동기 설계 프로세스를 제안한다. 설계 프로세스는 선정 모델의 성능을 유한요소해석을 이용하여 분석하고 손실 분리 시험 및 성능 시험을 통해 실제 성능을 확인하는 것으로 시작하여 시험 데이터를 해석에 반영하고 코어 재질을 변경한 후 철손 및 동손 저감을 통한 효율 개선 프로세스를 진행한다. 효율 개선을 위해 철손 및 동손과 관련된 설계 변수를 선정하며 철손 관련 설계 변수로는 적층길이, 공극, 슬롯오프닝 등이 있으며 동손 관련 설계 변수로는 턴 수, 소선 및 병렬회로 등이 있다. 철손은 포화, 동손은 전류밀도를 고려해야하며 MEC 및 FEM을 통한 파라미터 분석을 진행하여 설계 변수의 변화에 따른 손실 및 효율 경향성을 분석하여 최종 모델을 선정하여 성능 분석을 하는 것으로 프로세스는 종료된다.
제시한 설계 프로세스의 타당성 검증을 위해 수중펌프용 15kW급 이중농형 유도전동기를 모델로 하여 성능 분석 및 시험을 진행하였으며 제시한 설계 프로세스를 적용하여 프리미엄급 효율 달성을 위해 각 손실 관련 설계 변수를 선정, 파라미터 해석을 진행하였으며 최종 모델을 선정하여 시작품을 제작 및 성능 시험을 통해 설계 프로세스 및 유한요소해석 결과의 타당성을 검증하였다.
목차
제 1 장 서 론 1제 1 절 연구배경 1제 2 절 연구 내용 및 구성 4제 2 장 IE3급 유도전동기를 위한 효율 향상 설계 프로세스 5제 1 절 유도전동기 기본 이론 5제 2 절 IE3급 유도전동기를 위한 효율 향상 설계 프로세스 9제 3 장 기존 15kW급 이중 농형 유도전동기 모델 성능 분석 15제 1 절 모터 사양 및 특성 해석 15제 2 절 손실 분리 시험 및 부하 시험 17제 4 장 15kW급 유도전동기의 IE3급 효율 달성을 위한 개선 설계 24제 1 절 각 손실 관련 변수 선정 24제 2 절 각 손실 관련 파라미터 해석 및 특성 분석 27제 3 절 최종 모델 선정 및 성능 분석 37제 5 장 시작품 제작 및 시험 40제 1 절 최종 모델 시작품 제작 및 성능평가 40제 6 장 결 론 42참고문헌 44ABSTRACT 46
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