KR20100044393A - 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터 - Google Patents

전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터 Download PDF

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KR20100044393A
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권영길
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터에 관한 것으로서, 초전도 계자코일이 권선된 회전자 및 다수개의 전기자코일이 삽입되는 전기자슬롯이 형성된 고정자를 포함하여 이루어지는 데, 상기 전기자코일의 일측에는 상기 전기자코일의 발열을 흡수하는 냉각채널이 일체로 결합형성되되, 상기 냉각채널은 상기 전기자코일에 비해 상대적으로 비저항이 크고 열전도율이 높은 재질인 스테인리스강 또는 구리합금으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터는 전기자코일의 일측에 냉각채널이 형성되어 전기자코일에서 발생하는 와전류로 인한 발열을 주위의 공기를 거치지 않고 직접 흡수할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 냉각채널은 상기 전기자코일에 비해 상대적으로 비저항이 크고 열전도율이 높은 스테인리스강 또는 구리합금으로 형성되어, 전기자코일에서 발생하는 와전류의 영향은 거의 받지 않으므로 상기 냉각채널에서 발생할 수 있는 열손실을 최소화하고, 상기 전기자코일에서 발생하는 열을 효율적으로 흡수할 수 있는 장점이 있다.
초전도, 와전류, 회전자, 고정자, 전기자, 스테인리스강, 구리합금

Description

전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터{SUPERCONDUCTING MOTOR HAVING COOLING DEVICE FOR ARMATURE COIL}
본 발명은 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정자의 전기자슬롯에 삽입되는 전기자코일의 발열을 흡수하고 이에 의해 고정자 전체의 발열을 억제할 수 있는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터에 관한 것이다.
일반적으로 초전도 모터는 기존의 회전자에 사용되는 구리선 대신에 전기저항이 제로인 초전도체를 사용하여 대전류 통전 및 고자장 발생이 가능하여 고정자와 회전자에 사용되는 철심을 제거함으로써 무게, 부피 및 각종 손실을 대폭 줄인 고성능, 고출력의 첨단 모터를 말한다.
이러한 철심을 사용하지 않는 공심형의 구조에서 목표출력을 얻기 위해서 회전하는 극저온 용기(Cryostat) 내에 계자코일을 배치시켜 초전도 상태로 만든 후 강자장이 발생하도록 한다. 따라서 초전도 계자코일을 냉각시키기 위한 장치들이 전기적인 코일의 배치와 함께 이루어져야 하며, 기존의 회전기 기술에서는 사용되지 않는 극저온분야의 기술로서, 현재 주로 사용되는 Bi2223 산화물계 초전도선으 로 만들어진 계자코일인 경우 30Kelvin 내외로 냉각되어 사용되고 있고, 냉매로는 액체네온이나 헬륨가스를 주로 사용하고 있다.
이렇게 회전하는 극저온 초전도 계자코일은 통상적으로 직류자장을 발생하도록 되어 있으므로 대부분 동기기나 직류기의 계자코일에 사용이 되며, 교류자장이 발생되는 전기자코일(Armature coil)에는 기존의 전동기에서와 같은 상전도 구리 코일이 사용된다.
상기와 같이 전기자코일은 상전도 구리코일이 사용되어 교류자장이 발생하게 되는데, 교류자장으로 인해 상기 전기자코일에는 와전류(eddy current)가 발생한다. 상기 와전류는 도체의 내부안에서 만들어지는 전류로, 도체 전체가 아닌 일부분에 소용돌이 모양으로 닫힌 통로를 흐르는 전류로서, 도체 내부를 지나는 자기력선속의 변화로 인해서 생기는 전류를 말하며, 자석을 도체판 위에서 이동시키면 자기력선속이 변하면서 와전류가 생기고, 와전류의 자기장은 자석의 이동을 방해하게 된다. 와전류는 자기장의 변화에 저항하는 전류로 이는 자기장 내에서 움직이는 도체의 운동을 방해하는 효과로 나타난다. 전동기나 발전기 등은 자기장을 만드는 부분과 자기장에서 움직이는 도체로 이루어지며 이를 통해 역학적에너지와 전기에너지를 변환한다. 이때 발생하는 와전류는 구동부분의 역학적에너지를 줄열(Joule's heat)로 소모시켜 열이 발생하게 되고 에너지 효율을 떨어뜨린다.
상기에서 상술한 바와 같이 와전류로 인한 전기자코일 및 고정자의 발열을 억제하기 위해 상기 고정자 및 전기자코일의 냉각방식은 대부분 공랭식을 채택하고 있는데, 단순히 회전자축에 회전식의 팬(Fan)을 설치하여 고정자의 전기자슬롯 내 부로 냉각공기가 유입되도록 하는 방식이었다.
그러나, 초전도 모터는 기존 모터의 고정자 구조와는 다르게 전기자코일이 권취되는 전기자슬롯이 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic; 유리섬유강화플라스틱)와 같은 비자성체로 형성되며, 상기 GFRP와 같은 플라스틱 재료는 철보다 훨씬 열전도율이 낮기 때문에 전기자코일에서 발생하는 열이 기기 밖으로 빠져나가는데 큰 장애요인이 있었다.
이와 같이 전기자코일에서 발생하는 열의 일부는 고정자를 거쳐 전달 흡수되지만, 상기 전기자코일의 열을 직접 흡수할 수 없기 때문에 대부분의 열은 전기자코일 주위의 공기 중으로 방산되어 상기 전기자코일에 대한 실질적인 냉각효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 전기자코일에서 발생하는 와전류로 인한 발열을 주위의 공기를 거치지 않고 직접 흡수할 수 있는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기자코일에서 발생하는 와전류의 영향은 받지 않고, 상기 전기자코일에서 발생하는 열만 효율적으로 흡수할 수 있는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터는 초전도 계자코일이 권선된 회전자 및 다수개의 전기자코일이 삽입되는 전기자슬롯이 형성된 고정자를 포함하여 이루어지는 데, 상기 전기자코일의 일측에는 상기 전기자코일의 발열을 흡수하는 냉각채널이 일체로 결합형성되되, 상기 냉각채널은 상기 전기자코일에 비해 상대적으로 비저항이 크고 열전도율이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각채널은 스테인리스강 또는 구리합금으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기자코일은 단면이 사각 형상으로 권선되며, 상기 냉각채널은 상기 전기자코일과 동일한 형상으로 상기 전기자코일의 일측에 일체로 결합형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기자코일은 다수개의 단위블록의 조합으로 형성되며, 상기 전기자코일의 각 단위블록 사이에는 냉각채널이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명의 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터는 전기자코일의 일측에 냉각채널이 형성되어 전기자코일에서 발생하는 와전류로 인한 발열을 주위의 공기를 거치지 않고 직접 흡수할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 냉각채널은 상기 전기자코일에 비해 상대적으로 비저항이 크고 열전도율이 높은 스테인리스강 또는 구리합금으로 형성되어, 전기자코일에서 발생하는 와전류의 영향은 거의 받지 않으므로 상기 냉각채널에서 발생할 수 있는 열손실을 최소화하고, 상기 전기자코일에서 발생하는 열을 효율적으로 흡수할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
비록 다른 도면상에서 표시된 참조부호일지라도 동일한 구성요소를 나타내는 경우에는 동일한 참조부호를 사용하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 하기 설명에서 부품의 구체적인 구성소자 등과 같은 특정 사항들 없이도, 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터의 주요부에 대한 횡단면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 2는 본 발명의 여러 실시 예에 따른 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터의 주요부에 대한 종단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터는 크게 회전자(20) 및 고정자(40)로 구성된다.
상기 회전자(20)를 더욱 상세히 설명하면, 직류전원을 여자시키는 초전도 계자코일(22)과, 상기 초전도 계자코일(22)을 감싸도록 형성되어 외부의 교류 자속과 열 침입을 방지하는 댐퍼(24)와, 상기 초전도 계자코일(22)의 중심부에 결합하는 계자코아(26)와, 상기 계자코아(26)의 양단에 각각 결합하는 유도자(28)와, 상기 계자코아(26) 및 유도자(28)에 동축결합되어 축회전 하는 샤프트(27)를 포함하여 구성된다.
상기 초전도 계자코일(22)은 테이프 형상을 하고 있는 초전도 선재가 권선된 레이스트랙형 또는 팬케이크코일 형태로 권선되어 형성되는데, 원하는 자장 및 세기를 얻기 위해 상기 싱글 팬케이크코일 또는 더블 팬케이크코일을 단일개 또는 다수개로 적층하여 형성시킨다. 이러한 싱글 팬케이크코일 또는 더블 팬케이크코일을 상기 계자코아(26)와 동축결합시킨다. 여기에서, 상기 초전도 선재는 Bi-2223 혹은 2세대 선재인 YBCO 고온초전도 선재를 사용한다.
상기 댐퍼(24)는 상기 초전도 계자코일(22)을 감싸도록 형성되어 상기 회전자(20)로부터의 복사열과, 상기 고정자(40)에서 발생하는 교류 자장을 차단시키는 역할을 한다. 즉, 상기 댐퍼(24)가 초전도 계자코일(22)을 감싸도록 형성되어 상기 회전자(20) 및 고정자(20)의 영향을 동시에 차단할 수 되므로, 초전도 모터의 설계 및 제작을 용이하게 하고 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 상기 댐퍼(24)는 유도자(28) 사이에 설치되므로 유효 공극이 감소하고, 회전자(20)가 자성재질로 이루어져 있어서 기자력 손실이 저감되어 초전도 선재량이 감소하며, 계자코아(26)는 초전도 계자코일(22)에 의해 발생된 자속의 경로가 되므로 초전도 계자코일(22)에 미치는 자장의 영향이 저감된다. 따라서, 초전도 계자코일(22)에서 발생할 수 있는 자계에 의한 초전도 깨짐(quench)의 영향이 저감되며, 공극자속밀도가 교번하지 않아 모터의 부피는 증가하지만 냉각 시스템이 단순해지고 전체 시스템의 부피는 감소하게 한다.
또한, 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 상기 초전도 계자코일(22)과 상기 댐퍼(24) 사이에는 진공층(23)이 형성되는 데, 외부에서의 열 침입을 차단하기 위하여 10-5Torr 정도의 진공층(23)이 형성된다.
상기 계자코아(26)는 상기 유도자(28)와 일체로 형성되며, 상기 초전도 계자코일(22)에 직류전원을 인가하여 두 개의 유도자(28) 중에서 한쪽은 N극, 다른 쪽은 S극이 된다.
상기 유도자(28)는 상기 계자코아(26)와 일체로 형성되며, 상기 계자코아(26)의 일단부에서 지름방향으로 돌출되게 다수개의 돌극부가 형성되어 있다. 본 발명에서는 상기 돌극부가 세 개 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 국한되 지 아니하며, 당업계에 통상의 지식을 가진 자에 있어서 상기 돌극부의 개수는 적절히 선택될 수 있음은 물론이다.
상기 샤프트(27)는 상기 계자코아(26) 및 유도자(28)에 동축결합되어 축회전하는 데, 회전자(20)의 위치변위를 최소화하고 고정하는 역할을 한다.
상기 고정자(40)를 더욱 상세히 설명하면, 원통형의 기계실드(48)와, 상기 기계실드(48)의 내부 또는 내측 표면에 공심형으로 형성되는 전기자슬롯(42)과, 상기 전기자슬롯(42)에 공심형으로 배치되는 전기자코일(44)과, 상기 전기자코일(44)의 일측에 형성되어 상기 전기자코일(44)의 발열을 흡수하는 냉각채널(46)을 포함하여 구성된다.
상기 기계실드(48)는 자성체로 이루어지는 데, 초전도 계자코일(22)에서 발생하는 회전자계가 기기 외부로 누설되는 것을 막아주며, 전기자코일(44)이 배치되는 전기자슬롯(42)을 지지시켜주는 구조물의 역할도 수행한다.
상기 전기자슬롯(42)은 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic; 유리섬유강화플라스틱)와 같이 공기와 투자율이 같은 비자성체로 형성되는 것이 바람직한 데, 이는 전기자코일의 원주상 자장 분포가 정현파에 아주 가까운 형태가 되어 기기의 출력특성도 아주 우수한 결과를 얻을 수 있기 때문이다.
상기 전기자코일(44)은 상기 전기자슬롯(42)에 공심형으로 배치되어 3상(3phase)으로 여자되는데, 교류를 인가하여 회전자계를 발생시키며, 초전도 계자코일(22)은 회전하지 않은 상태에서 계자코아(26) 및 유도자(28)만 회전하게 하여 회전자계가 발생하게 되는 것이다. 이에 의해 회전 계자형 초전도 모터에 비해 초전도 선재량 감소에 따른 초전도 모터의 제작비용을 절감시킬 수 있고, 선박 등 초전도 동기 모터의 적용 시스템의 전체적인 무게를 줄일 수 있는 것이다.
상기 냉각채널(46)은 상기 전기자코일(44)의 일측에 맞닿도록 형성되어 상기 전기자코일(44)에서 발생하는 와전류로 인한 발열을 주위의 공기를 거치지 않고 직접 흡수하는 역할을 하는데, 상기 냉각채널(46)은 상기 전기자코일(44)에 비해 상대적으로 비저항이 크고 열전도율이 높은 도체인 스테인리스강 또는 구리합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 비저항이 크면 상기 전기자코일(44)에서 발생하는 와전류의 영향은 거의 받지 않으므로 상기 냉각채널(46)에서 발생할 수 있는 열손실을 최소화할 수 있고, 열전도율이 높으면 상기 전기자코일(44)에서 발생하는 열을 효과적으로 흡수할 수 있기 때문이다.
상기 스테인리스강(Stainless steel)은 STAIN(녹), LESS(없다), STEEL(금속)의 합성어로 녹을 발생시키지 않는 금속이라는 뜻이며, 크롬만으로 된 스테인리스강과 크롬니켈로 된 스테인리스강이 있는데, 후자는 18%Cr-8%Ni인 18-8스테인리스강이 대표적이다. 내식성, 내산화성, 내열성이 뛰어나며 또한 기계적 강도, 가공성, 용접성도 모두 양호하며, 저항이 높고 열전도율이 높기 때문에 화학용, 식품용, 건축용을 비롯해 가정용품에서부터 원자력공업, 우주산업에 이르기까지 폭 넓게 사용되고 있다.
상기 구리합금은 니켈이 67%이고 구리는 30%이며 나머지는 철이나 망간 등 불순물로 이루어진 모넬메탈이라는 합금 등이 있는데, 구리를 주체로 하여 비저항이 큰 비금속의 원소를 첨가하여 다양한 합금을 제조할 수 있다. 구리합금은 구 리를 주체로 하므로 열의 전도도가 좋으며, 저항이 큰 니켈이 또는 비금속의 원소를 첨가하므로 비저항이 높다.
상기에서 상술한 바와 같이 스테인리스강과 구리합금은 비저항이 크고 열전도율이 높기 때문에 전기자코일(44)에서 발생하는 와전류로 인해 냉각채널(46)에서 발생할 수 있는 열손실을 최소화할 수 있고, 높은 열전도율로 상기 전기자코일(44)에서 발생하는 열을 효과적으로 흡수할 수 있는 것이다.
상기에서 상술한 냉각채널(46)의 재질은 스테인리스강 또는 구리합금에만 국한되는 것은 아니며, 비저항이 크고 열전도율이 우수한 재질이라면 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명에 적용되어 사용될 수 있는데, 대표적으로 4가의 탄소가 서로 공유결합하고 있기 때문에 자유전자가 없어 전기는 흐르지 않지만 그만큼 강한 공유결합을 하고 있기에 열전도율이 아주 높은 다이아몬드나, 전기는 통하지 않으면서 열은 잘 전달하는 물질인 파인세라믹스, 질화알루미늄 등이 사용될 수 있을 것이다. 그러나, 상기에서 기술한 다이아몬드, 파인세라믹스, 질화알루미늄 등은 가격, 가공 변형의 난해성 등으로 인해 본 발명의 초전도 모터에 적용되기는 매우 힘들 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 개발이 계속되어 가공 변형이 용이하고 경제적인 가격으로 공급된다면, 언제든지 본 발명에서 바람직한 실시 예의 하나로 사용될 수 있을 것이다.
상기 전기자코일(44)은 단면이 사각 형상으로 권선되며, 상기 냉각채널(46)은 상기 전기자코일(44)과 동일한 형상으로 상기 전기자코일(44)의 일측에 일체로 결합형성되는 것이 바람직한데, 이는 사각 형상의 전기자슬롯(42)에 삽입되는 전기 자코일(44)과 냉각채널(46)이 접합하는 면을 최대화하고 공극을 최소화할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 전기자코일(44)은 다수개의 단위블록의 조합으로 형성되며, 상기 전기자코일(44)의 각 단위블록 사이에는 냉각채널(46)이 형성되는 것이 바람직한데, 이는 다수개의 전기자코일(44) 사이에 냉각채널(46)이 규칙적으로 배열됨으로써 효율적이고 균형있는 냉각효과를 낼 수 있기 때문이다.
도 1의 (b) 및 도 2는 전기자코일(44)의 일측에 형성되는 냉각채널(46)의 구조를 여러 실시 예를 통해 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 여러 구조로 형성된 상기 냉각채널(46)은 상기 냉각채널(46)은 상기 전기자코일(44)의 상하좌우 어느 한 일측에 형성되어 상기 전기자코일(44)과 함께 전기자슬롯(42)에 삽입된다. 또한, 다수개의 전기자코일(44)에 효율적이고 균형있는 냉각효과를 낼 수 있도록, 전기자코일(44)의 각 단위블록 사이에는 냉각채널(46)이 지그재그 형상으로 배치되거나, 2개의 열로 배치된 전기자코일(44) 사이에 1개 열의 냉각채널(46)이 배치된다.
또한, 상기 냉각채널(46)의 구조는 도시된 구조에만 국한되는 것은 아니며, 당업자의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
그리고, 상기에서 상술한 냉각채널(46)은 냉매가 순환하는 통로를 뜻하는 것이며, 상기 냉각채널(46)에 냉매가 순환하면서 상기 전기자코일(44)에서 발생하는 열을 흡수하게 되는 것이다. 상기 냉각채널(46)은 공랭식, 유랭식, 수랭식, 가스냉각식 등 여러 냉각 방식이 사용될 수 있으며, 상기 냉각채널(46)에 냉매를 공급하기 위한 냉매공급수단은 본원에 도시되어있지는 않으나 당업계에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 냉매공급수단이 선택되어 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시 예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터의 주요부에 대한 횡단면도(a) 및 종단면도(b).
도 2는 본 발명의 여러 실시 예에 따른 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터의 주요부에 대한 종단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20: 회전자 22: 초전도 계자코일
23: 진공층 24: 댐퍼
26: 계자코아 27: 샤프트
28: 유도자
40: 고정자 42: 전기자슬롯
44: 전기자코일 46: 냉각채널
48: 기계실드

Claims (4)

  1. 초전도 계자코일(22)이 권선된 회전자(20) 및 다수개의 전기자코일(44)이 삽입되는 전기자슬롯(42)이 형성된 고정자(40)를 포함하여 이루어지는 초전도 모터에 있어서,
    상기 전기자코일(44)의 일측에는 상기 전기자코일(44)의 발열을 흡수하는 냉각채널(46)이 일체로 결합형성되되,
    상기 냉각채널(46)은 상기 전기자코일(44)에 비해 상대적으로 비저항이 크고 열전도율이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각채널(46)은 스테인리스강 또는 구리합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자코일(44)은 단면이 사각 형상으로 권선되며,
    상기 냉각채널(46)은 상기 전기자코일(44)과 동일한 형상으로 상기 전기자코일(44)의 일측에 일체로 결합형성되는 것을 특징으로 하는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자코일(44)은 다수개의 단위블록의 조합으로 형성되며,
    상기 전기자코일(44)의 각 단위블록 사이에는 냉각채널(46)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자코일 냉각수단이 구비된 초전도 모터.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012092133A2 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Alexei Stadnik Ironless electrical machines with internal water cooled winding between two magnet rows
KR101243946B1 (ko) * 2011-08-26 2013-03-13 한국전기연구원 초전도 전동기
KR101334522B1 (ko) * 2012-06-29 2013-11-28 두산엔진주식회사 초전도 발전 시스템
KR101518977B1 (ko) * 2013-11-25 2015-05-12 제주대학교 산학협력단 초전도 회전기용 공심형 전기자코일의 자기냉동식 냉각구조

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012092133A2 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Alexei Stadnik Ironless electrical machines with internal water cooled winding between two magnet rows
WO2012092133A3 (en) * 2010-12-28 2012-10-26 Alexei Stadnik Ironless electrical machines with internal water cooled winding between two magnet rows
KR101243946B1 (ko) * 2011-08-26 2013-03-13 한국전기연구원 초전도 전동기
KR101334522B1 (ko) * 2012-06-29 2013-11-28 두산엔진주식회사 초전도 발전 시스템
KR101518977B1 (ko) * 2013-11-25 2015-05-12 제주대학교 산학협력단 초전도 회전기용 공심형 전기자코일의 자기냉동식 냉각구조

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