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3차원 유한요소법을 이용한 진공차단기용 PMA 조작기의 동작특성해석
박국남(Kug-Nam Park),손주완(Ju-Wan Son),한성진(Sung-Chin Hahn) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.7
본 논문에서는 진공 차단기용 Permanent magnetic actutaor (PMA) 조작기의 동작특성에 대하여 연구하였다. 3차원 유한요소법으로 PMA 조작기의 정상상태 및 과도상태 해석을 실시하여 전자기적 · 기계적 특성을 계산하였다. 정자계 해석을 통하여 영구자석에서 발생하는 에너지와 권선의 인덕턴스를 구하였으며, 과도상태 해석을 통하여 PMA의 동작특성인 이동부의 속도, 권선의 전류 및 이동부에 발생하는 힘을 계산하였다. 유한요소 해석시 물질의 비선형성을 고려하였으며, 정자계 해석으로 얻어진 파라미터를 외부 전압원 회로에 반영하여 해석의 정확도를 높였다.
손주완(Ju-Wan Son),박국남(Kug-Nam Park),한성진(Sung-Chin Hahn) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.7
PMA(Permanent Magnetic Actuator)는 동작 시간이 빠르고 제어가 용이하며 기존의 유압식, 공압식 또는 스프링 구동 방식에 비해 부품수가 대략 50[%]정도 감소하여 제작비용이 적게 들고 고장 빈도수가 적을 뿐 아니라 높은 신뢰성으로 유지보수가 거의 필요 없다. 하지만 조작간극이 짧은 PMA는 상대적으로 압점력이 크고, 접점간극이 긴 고압 진공 차단기와 결합함에 있어서 적합하지 않아 아직 중 저압 진공차단기에서만 적용되고 있다. 고압 진공 차단기에 PMA를 적용시키기 위해 본 논문에서는 PMA의 형상을 설계하고 유한요소 해석법을 이용해 그것의 동작 특성을 해석하여 고압 진공 차단기의 적용에 적합한 해석 결과로 사용가능성을 검증하고자 한다.
손주완(Ju-Wan Son),박국남(Kug-Nam Park),한성진(Sung-Chin Hahn) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10
본 논문에서는 반응표면법을 이용하여 배전급 진공차단기에 적용되는 PMA의 형상을 설계하였다. 설계 변수는 플런저 폭과 영구자석 높이 그리고 축방향 길이로 설정하였으며, PMA의 크기와 플런저가 받는 힘, 최대 전류 그리고 동작 시간이 제한 조건에 만족하는 형상 설계 모델을 선정하였다. 이렇게 형상 설계된 모델을 초기 모델과 비교 검증하여 그 효율성을 입증하였다.