한국자기학회지 (Journal of the Korean Magnetics Society)

  • 제27권1호
  • /
  • Pages.1-8
  • /
  • 2017
  • /
  • 1598-5385(pISSN)
  • /
  • 2233-6648(eISSN)
한국자기학회 (The Korean Magnetics Society)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

운동 에너지를 고려한 Flywheel Energy Storage System 설계와 진동 저감을 위한 3상 유도기의 슬롯수 산정에 관한 연구

A Study on the Determination of Slot's Number of Rotor to Reduce Noise and Vibration and Design the 3-Phase Induction Motor Considering Kinetic Energy in Flywheel Energy Storage System

  • 류재호 (부산대학교 전기컴퓨터공학부) ;
  • 김희민 (부산대학교 전기컴퓨터공학부) ;
  • 이치우 (부산대학교 전기컴퓨터공학부) ;
  • 박관수 (부산대학교 전기컴퓨터공학부) ;
  • 정동욱 (LG전자)
  • Ryu, Jae Ho (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Hui Min (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Pusan National University) ;
  • Lee, Chee Woo (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Pusan National University) ;
  • Park, Gwan Soo (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Pusan National University) ;
  • Jeong, Dong Wook (LG Electronics Inc.)
  • 투고 : 2016.11.11
  • 심사 : 2017.02.10
  • 발행 : 2017.02.28
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

플라이휠 에너지 저장 장치(Flywheel Energy Storage System, FESS)은 회전 운동 에너지를 저장하는 플라이휠 부분과 저장된 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전동기/발전기 부분으로 구성된다. 일반적으로 플라이휠의 회전축은 전동기 및 발전기의 회전축과 동축 일체형으로 연결되고, 이때 전동기 및 발전기의 전자기 토크특성에 따른 동특성 변화는 전체 플라이휠 에너지 저장 장치의 충방전 특성과 기계적인 출력에 영향을 미친다. 본 논문에서는 5[kWh] 급 플라이휠 에너지 저장 장치 용 3상 유도전동기의 설계방법과 회전자 슬롯 수 변화에 따른 토크리플 특성과 고조파 영향을 중점적으로 분석하였다. 먼저, 플라이휠 에너지 저장 장치의 용량과 관성 모멘트에 의한 회전운동에너지의 관계식으로부터 플라이휠 크기와 전동기의 회전자 크기를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한 플라이휠 에너지 저장 장치의 회전축의 고속구동 조건을 반영하여, 고속운전 영역에서의 전동기 토크리플 저감을 위한 유도전동기 회전자 슬롯수를 선정하였다. 이로부터 본 논문에서는 전동기 회전축과 동축으로 구성된 플라이휠의 소음 진동을 줄이고 고효율 충방전 특성을 구현하고자 한다.

Flywheel Energy Storage System (FESS) is composed by flywheel generating rotating potential energy and motor/generator set charging and discharging electric potential energy. The flywheel and motor/generator is connected by rotating shaft. And torque characteristics of motor/generator part can influence charging and mechanical traits of FESS. This paper analyze about motor/generator design method of 5 [kWh] FESS and torque ripple, harmonic effects by change of slots. At First, this paper proposes a method to estimate the flywheel size and the rotor size of the motor from the the rotational kinetic energy by inertia of FESS. The number of induction motor rotor slots for torque ripple reduction in the high speed operation region is selected. This paper performs to reduce the noise and vibration of the flywheel composed of coaxial with motor/generator and flywheel and realize the high efficiency.

키워드

참고문헌

  1. Arthur L. E. Reis, Janaina G. Oliveira, and Francisco J. Gomes, 2014 11th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications (INDUSCON) (2014).
  2. A. Okui, S. Hase, H. Shigeeda, T. Konishi, and T. Yoshi, The 2010 International Power Electronics Conference (2010).
  3. Shahriar Sharifan, Seyyedmilad Ebrahimi, Ashknaz Oraee, and Hashem Oraee, 2015 Intl Aegean Conference on Electrical Machines & Power Electronics (ACEMP), 2015 Intl Conference on Optimization of Electrical & Electronic Equipment (OPTIM) & 2015 Intl Symposium on Advanced Electromechanical Motion Systems (ELECTROMOTION), 719 (2015).
  4. C. Chan, Proceedings of the IEEE 90, 247 (2002). https://doi.org/10.1109/5.989873
  5. G. Wang, P. Wang, and X. Wang, 19th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS) (2016).
  6. Hironori Kameno, Ryouichi Takahata, Atsushi Kubo, and Stefan Gachter, IEEE Trans. Appl. Supercon 9, 996 (2002).
  7. B. Bolund, H. Bernhoff, and M. Leijon, Renewable and Sustainable Energy Reviews 11, 235 (2007). https://doi.org/10.1016/j.rser.2005.01.004
  8. Mulukutlas. Sarma, Electric machine, Cengage Learning, Evanston (1994) pp. 360.
  9. K.-W. Lee, D.-W. Jeong, and G.-S. Park, The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers 64, 999 (2015). https://doi.org/10.5370/KIEE.2015.64.7.999