절연 변압기의 권선 설계 인자 최적화를 통한 손실 최소화 연구 = Loss Minimization of Isolation Transformers through Optimization of Winding Design Parameters|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 절연 변압기의 권선 설계 인자 중 소선(분할도체) 개수를 핵심 변수로 두고, 총 구리손(DC 손실 + AC 손실)을 최소화하는 권선 최적화 기준과 최적 지점을 도 출하는 것을 목적으로 한다. 변압기 코어 형상, 권선 창의 유효 면적, 절연 구조, 정격 전압·전류 및 동작 주파수 등 시스템 조건은 레퍼런스 모델로 고정하고, 권선은 소선 직경과 점적률을 일정하게 유지하는 제약 조건 하에서 구성하였다. 설계 변수는 소선 개수 로 설정하여 넓은 범위에서 단계적으로 변화시키며 소선 개수 변화에 따른 손실 특성 변화를 체계적으로 평가하였다. 손실 평가는 기존에 정리된 DC 손실 및 AC 손실 이론식을 바탕으로, 권선 구조를 소선 개수의 함수로 표현하는 권선 손실 모델을 수립하여 수행하였다. 특히 소선 개수 증가에 따라 AC 손실은 감소 경향을 보이는 반면, 권선 구성 변화에 따른 저항 및 전류 분포 특성 변화로 DC 손실이 증가할 수 있어, 두 손실의 상충(trade-off)에 의해 총 구리손이 최소가 되는 최적 소선 개수 구간이 형성됨을 확인하였다. 또한 해당 경향을 FEM 해석 결과와 함께 비교·검증하여 손실 모델의 타당성을 확보하고, 정해진 설계 제약 하에서 손실 관점의 권선 설계 가이드를 제시하였다. 이를 통해 절연 변압기 권선 설계에서 소선 개수 선정이 효율 및 열적 여유에 미치는 영향을 정량적으로 제시하고, 조건 기반 최적화 접근법의 적용 가능성을 제안한다.

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본 논문은 절연 변압기의 권선 설계 인자 중 소선(분할도체) 개수를 핵심 변수로 두고, 총 구리손(DC 손실 + AC 손실)을 최소화하는 권선 최적화 기준과 최적 지점을 도 출하는 것을 목적으로 ...

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