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대용량 풍력발전기용 하이브리드 직접구동형 발전기 개념설계
저자
박형준(Hyung Joon Park) ; 김양균(Yang Gyun Kim) ; 한승호(Seung Ho Han)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
1133-1139(7쪽)
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0
제공처
소장기관
대용량 풍력발전기에 사용되는 직접구동형 발전기는 증속기가 필요한 간접구동형 발전기에 비해 전력밀도와 유지보수 측면에서 유리하여, 관련기업에서 많은 관심을 갖고 개발되고 있다. 직접구동형 발전기는 자속방향에 따라 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 및 RFPM(Radial Flux Permanent Magnet) 방식으로 나누어지며 서로 다른 구조적인 특징을 가지고 있다. AFPM 발전기는 폭이 좁은 형상적인 특징을 가지고 있어, 축 방향으로의 적층을 통해 전력생산을 증대시키기에 용이하다. 이에 반하여 RFPM 발전기는 폭이 넓은 경우에 적용할 수 있는 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 축 방향으로의 적층이 용이한 중공축과 한 쌍의 선회베어링으로 구성된 2.5MW급 AFPM 발전기를 2단으로 적층하고, 추가적으로 중공축에 1.2MW급 RFPM 발전기가 장착된 6.2MW급 하이브리드 직접구동형 발전기를 제안하였다. 전자기 해석을 통해 제안된 발전기의 출력을 검증하였으며, 전자기-구조 연성해석을 통하여 적층에 따른 경량설계가 이루어졌다. 허용공극(Air-Gap)의 변화를 만족하는 조건에서, 제안된 6.2MW급 하이브리드 직접구동형 발전기의 총중량은 133tonf으로 기존의 발전기와의 비교를 통해 유사함을 확인하였다.
더보기Direct-drive generators for offshore large-scale wind turbines have attracted much interest because of their higher energy density compared with gear train-type generators. Direct-drive generators in the ways of magnetic flux direction are classified as axial flux permanent magnet (AFPM)- and radial flux permanent magnet (RFPM)-type machines. The AFPM-type machine is highly efficient in terms of generating electricity owing to its structural features, such as narrow width compared with RFPM-type machines. If an AFPM-type machine is applied, an increase of the electric power production is easily achieved using multi-stages in the axial direction. However, RFPM-type machines can be applied to geometric features having wide width. In this study, a hybrid direct-drive 6.2MW generator is proposed, where a two-stage 5MW AFPM-type machine was composed of each topology model for 2.5MW with a hollow-shape rotor that has an annular disc, stator, and main shaft mounted on coupled slew bearings. In addition, a 1.2MW RFPM-type machine is inserted into the hollow shape of the rotor. The power production of the proposed machine is calculated using electromagnetic analysis. From the perspective of achieving a light-weight design, electromagnetic-structural interaction analysis is performed to determine the optimal shape of the proposed machine that meets the requirement of the allowed air-gap clearance between the stator and permanent magnet. The total weight of the proposed machine was obtained as 133tonf. Considering the light-weight design, the results showed that the proposed machine has similar characteristics when compared with conventional direct-drive generators.
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연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2023 | 평가예정 | 해외DB학술지평가 신청대상 (해외등재 학술지 평가) | |
2020-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (해외등재 학술지 평가) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1998-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.27 | 0.27 | 0.25 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.24 | 0.23 | 0.506 | 0.06 |
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