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전기자 형태의 회전자를 갖는 하이브리드 마그네틱 기어의 구조에 관한 연구
김찬승,김용재,박의종 한국전자통신학회 2018 한국전자통신학회 논문지 Vol.13 No.6
When the wind speed changes rapidly, the wind turbine is stopped for the safety of the power system and the mechanical system. Using the brakes, the gears are damaged or broken due to the contact load of the gears in the gear box of the wind turbine, and the power of the blades is transmitted as it is, which causes frictional heat rise and brake performance deterioration. This paper proposes a hybrid magnetic gear shape that solves the problem caused by the contact of the mechanical gear, which is the power transmission device of the wind power generation system, and the power cutoff system. The shape of the hybrid magnetic gear suitable for the wind power generation system is derived through the torque and loss analysis according to the shape of the hybrid magnetic gear by using the two dimensional finite analysis method. 풍속이 급변할 경우 전력계통 시스템과 기계시스템의 안전을 위해 풍력발전기를 제동시킨다. 이 때, 풍력발전기 내부의 기어박스에서 기어 이의 접촉하중으로 인한 기어의 손상 및 파손이 발생하며, 브레이크를 이용한 제동 시 블레이드의 동력을 그대로 전달받아 마찰열 상승, 브레이크의 성능 저하 등의 문제가 있다. 본 논문은 풍력 발전 시스템의 동력전달장치인 기계식 기어의 접촉에 의한 문제를 해결하고, 동력 차단 시스템을 결합시킨 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 제안한다. 이차원 유한해석법을 활용하여 하이브리드 마그네틱 기어의 형상에 따른 토크와 손실 분석을 통해 풍력발전 시스템에 적합한 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 도출하였다.
마그네틱 기어의 토크리플 개선을 위한 폴피스 형상 연구
김찬승(Chan Seung Kim),박의종(Eui Jong Park),김성진(Sung Jin Kim),김용재(ong Jae Kim) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.6
마그네틱 기어는 기계적인 접촉 없이 회전 기계의 입력측과 출력측이 자기적으로 결합되어 동력을 전달한다. 마그네틱 기어는 내측회전자, 외측회전자, 폴피스로 구성되어 있으며, 동력전달 시 두 회전체와 폴피스 사이의 자기저항 차이로 토크리플이 발생하게 된다. 이러한 토크리플은 회전기계의 소음과 진동의 원인이 되기 때문에 최소화하는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 토크리플 저감 방안으로 폴피스의 각진 모서리를 깎아 필렛을 적용한 형상을 제안하였다. 2D 유한요소해석법을 활용하여 필렛 파라미터 변화에 따른 마그네틱 기어의 토크리플을 비교 및 분석하고 토크리플이 우수한 폴피스 형상을 모색하였다. Magnetic gears are magnetically coupled to the input side and the output side of the rotary machine to transmit power without mechanical contact. The magnetic gear consists of an inner rotor, an outer rotor and pole pieces. Torque ripple occurs due to the difference in reluctance between the two rotors and the pole pieces during power transmission. Torque ripple is a cause of the noise and vibration of the rotary machine, so it is necessary to minimize it. In this paper, we propose a shape that cuts the corner of the pole piece and apply a fillet to reduce torque ripple. We used a two-dimensional finite element analysis method to compare and analyze the torque ripple of the magnetic gears according to the change of the fillet parameters and to find the pole piece shape with excellent torque ripple.