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Thermal and structural design optimization of the rotor support in high-speed superconducting motors

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  • 발행기관
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) 바로가기
  • 간행물
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) KCI 등재 SCOPUS 바로가기
  • 통권
    Vol.26 No.4 (2024.12)바로가기
  • 페이지
    pp.52-56
  • 저자
    Kihwan Kim, Yubin Kim, Changhyung Lee, Seokho Kim
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A463044

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원문정보

초록

영어
Electric motors, as the core of modern electric propulsion platforms, face increasing demands for high power density and lightweight designs. Conventional electric motors, relying on copper windings and iron cores, encounter significant limitations in meeting these requirements, particularly in applications such as aircraft and heavy-duty vehicles. High-temperature superconducting (HTS) tapes, characterized by their superior current-carrying capacity under critical conditions, offer a promising alternative. Motors incorporating HTS tapes demonstrate exceptional power-to-weight ratios, driving extensive research into replacing conventional motors. However, for mobility applications, HTS motors require optimized support structures designed to meet weight constraints. Unlike static applications of HTS coils, the support structure for a rotating superconducting rotor must ensure torque transmission and maintain cryogenic conditions while addressing both structural and thermal factors. This study focuses on the optimized design of the support structure for a superconducting rotor equipped with HTS coils. The proposed design is evaluated through finite element method (FEM) analysis, verifying its mechanical and thermal performance under operational conditions.

목차

Abstract
1. 서론
2. 액체수소 냉각 고온초전도 모터 개요
2.1. 고온 초전도 회전자의 형상 및 운용조건
2.2. 지지부 소재 설정
3. HTS 회전자 지지부 설계 이론
3.1. 지지부의 전도 열 부하
3.2. 발생 토크에 대한 응력 및 축 설계
3.3. 위험 속도 회피 설계
3.4. 열/기계적 설계요소의 상관관계 도출
4. 설계 결과 및 분석
4.1. 적용 소재별 지지부 설계결과
4.2. 수치해석 모델을 통한 검증
5. 결론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES

키워드

critical angular speed cryogenic heat loss HTS motor mechanical support vibration

저자

  • Kihwan Kim [ Smart Manufacturing Engineering, Changwon National University, Republic of Korea ]
  • Yubin Kim [ Smart Manufacturing Engineering, Changwon National University, Republic of Korea ]
  • Changhyung Lee [ Mechanical Engineering, Changwon National University, Republic of Korea ]
  • Seokho Kim [ Mechanical Engineering, Changwon National University, Republic of Korea ] Corresponding Author

참고문헌

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간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) [The Korean Society of Superconductivity and Cryogenics (KSSC)]
  • 설립연도
    1998
  • 분야
    공학>전기공학
  • 소개
    21세기 핵심기술인 초전도공학과 저온공학분야의 기술 수준을 향상시키고, 선진 외국의 관련 학회와의 국제 교류 뿐만 아니라 이 분야에서 산.학.연의 학술활동 및 기술교류의 구심점으로의 그 역할을 성실히 수행하고자 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) [Progress in Superconductivity and Cryogenics]
  • 간기
    계간
  • pISSN
    1229-3008
  • eISSN
    2287-6251
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재,SCOPUS
  • 십진분류
    KDC 427 DDC 537

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