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Design of Superconducting Magnets for a 600 kJ SMES
박명진,곽상엽,이승욱,김우석,한승용,최경달,한진호,이지광,정현교,성기철,한송엽,Park, M.J.,Kwak, S.Y.,Lee, S.W.,Kim, W.S.,Hahn, S.Y.,Choi, K.D.,Han, J.H.,Lee, J.K.,Jung, H.K.,Seong, K.C.,Hahn, S.Y. The Korean Superconductivity Society 2006 Progress in superconductivity Vol.8 No.1
The design of superconducting magnets for a 600 kJ SEMS was discussed. The basic constraint conditions in the design of a 600 kJ SMES magnet were V-I loss(<1 W), inductance of magnet(<24 H), the number of Double Pancake Coils(DPC about 10), the number of turns of DPC(<300), outer diameter of DPC(close to 800 mm) and total length of HTS wire in a DPC(<500 m). As a result of optimum design, we obtained design parameters of the 600 kJ SMES magnet with two operating currents, 360 A and 370 A, which are in the limited conditions without V-I loss. V-I loss of each operating current was calculated with design parameters and V-I characteristic of the HTS wire. As a result of calculations, V-I losses with operating currents of 360 A and 370 A were 0.6 W and 1.86 W, respectively. Even though all design parameters of the SMES magnet in case of operating current of 360 A were in the restricted conditions, V-I loss of SMES magnet showed a tendency to generate at local DPCs, which are located on the top and the bottom of the SMES magnet more than that of the other DPCs.
소형 고온초전도 싱글 팬케이크 코일의 전자기력에 의한 Stress 해석
박명진(Myung-Jin Park),곽상엽(Sang-Yeop Kwak),이승욱(Seoung-Wook Lee),김우석(Woo-Seok Kim),한승용(Seoung-Young Hahn),최경달(Kyeong-Dal Choi),한진호(Jin-Ho Han),이지광(Ji-Kwang Lee),정현교(Hyun-Kyo Jung),성기철(Ki-Chul Seong),한송엽(S 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
일반적으로 초전도선재를 이용한 코일의 전자기력에 의한 스트레스 계산에 있어서는 코일의 전류밀도분포와 자속밀도분포의 선형적인 관계를 이용하나 아직까지 초전도체 특유의 비선형적인 특성을 이용한 스트레스의 계산은 미비하다. 본 논문에서는 13턴의 소형 싱글팬케이크 코일을 초전도의 특성을 적용해 해석하고 인가전류가 0.3 I C, 0.5 I C, 0.8 I C 인 경우에 대해서 전자기력에 의한 코일의 스트레스를 유한요소법으로 계산하였다. 계산 결과 코일의 radial stress와 hoop stress는 모두 코일의 자속밀도분포와 유사한 모습을 나타내었다.
600 kJ SMES 모델 코일의 설계와 Stress 해석
박명진(Myung-Jin Park),곽상엽(Sang-Yeop Kwak),이승욱(Seoung-Wook Lee),김우석(Woo-Seok Kim),한승용(Seoung-Young Hahn),최경달(Kyeong-Dal Choi),한진호(Jin-Ho Han),이지광(Ji-Kwang Lee),정현교(Hyun-Kyo Jung),성기철(Ki-Chul Seong),한송엽(S 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
본 논문은 600 kJ SMES 모델 코일의 설계와 전자기력에 의한 모델코일의 스트레스의 해석에 관한 연구 결과를 나타낸다. 모델 코일의 설계에 적용된 초전도 선재는 77 K, 자기자계 하에서 115 A인 강화 선재이며, 모델 코일은 두 개의 팬케이크 코일로 구성한 모듈 코일 3개를 적층한 형태로 총 6개 더블 팬케이크 코일로 구성되어있다. 모델 코일의 임계전류는 전류를 인가하였을 때 코일에서의 최대 수직방향 자장을 이용해 Load Line을 나타내고, 이를 운전온도인 20 K에서의 B-IC 곡선에 적용하여 결정하였으며 236 A이다. 운전전류는 임계전류의 80 %인 165 A로 결정하였으며, 이는 n-value 손실을 고려한 값이다. 또한 해석적 방법을 이용해 코일에 전류를 인가하였을 때 전자기력에 의한 모델 코일의 radial stress와 hoop stress를 계산하여 나타내었다.