다중 권선형 솔레노이드 코일에 작용하는 전자기적 팽창력 해석 (Analysis of the Electromagnetic Expansion Force on the Multi-Turn Layer Solenoid Coil)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 30권 / 6호 / 212 ~ 218페이지
· 저자명 : 김희민, 이용규, 송명근

초록

솔레노이드 코일은 전동기, 발전기, 변압기 등과 같은 전기기기 구조에서 효율적인 전기에너지 변환을 위해 가장 보편적으로설계 및 적용되는 구성 요소이다. 솔레노이드 코일에 전류를 인가하면 코일 권선수에 비례하는 균일한 자기장이 코일 내부에서발생하고, 코일에서 발생한 고밀도의 자기장은 강자성체 물체에 강한 전자기력을 작용시켜 기계적인 운동에너지로의 변환이 가능하다. 하지만 솔레노이드 코일 내부의 인접한 권선 간에 흐르는 전류와 자기장의 상호 작용은 각각의 코일 권선 사이에도 강력한 전자기력을 발생시킨다. 본 논문에서는 다중 권선층 구조의 솔레노이드 코일 구조에서 인가 전류에 따라 코일 반경 방향으로 발생하는 전자기적인 팽창력을 산출하는 방법과 수식을 제안하였고, 유한요소법을 이용한 수치해석 결과와 비교 및 검토를 통하여 제안한 수식 결과의 타당성을 검증하였다.

영어초록

The solenoid coil is one of the most important design component for efficient electrical energy conversion in the structure of electric machines such as motors, generators, and transformers. When the current is applied to a multi-turn solenoid coil, a uniform magnetic field which is proportional to the number of coil windings is generated inside the coil, and the high-density magnetic field generated by the coil can be converted into mechanical kinetic energy by applying the strong electromagnetic force to a ferromagnetic object.
However, the interaction between the current and magnetic field of the solenoid coil generates a strong electromagnetic force between each coil wire. In this paper, when the current flows in the multi-turn solenoid coil, the analysis method and numerical equation for calculating the electromagnetic expansion force generated in the radial direction of a multi-turn solenoid coil are proposed. Calculated results are verified by simulated ones.

참고자료

· 없음