대전력 무선충전시스템의 인근도체 발열에 대한 연구

초록

친환경 도심형 교통수단의 필요성이 증대됨에 따라, 트램용 무선충전시스템이 전차선의 대안으로 주목받고 있다. 그러나 수백 kW 이상의 대용량 무선충전시스템은 강한 자기장을 형성하게 되며, 이로 인해 인근 도체에 와전류가 유도되어 국부적인 발열이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 60 kHz, 400 A 전류가 흐르는 급전코일에 대해서 EM-열 연동 시뮬레이션을 통해 인근 도체의 발열 특성을 분석하였다. 급전코일 아래의 철근 콘크리트 구조에 대해서는 메쉬형 철근이 서로 연결이 되었을 경우, 최대 발열이 콘크리트 표면에서 52℃ 발생함을 시뮬레이션을 통해 검증을 하였다. 그리고 금속막대기와 금속루프가 급전코일 중간에 위치할 경우, 자기장을 쇄교하는 금속루프가 가장높은 온도상승을 유발함을 확인하였다. 본 논문은 대용량 무선전력전송 시스템을 철도에 적용할 때, 인근 금속구 조물의 배치의 중요성을 제시하고, 온도영향을 작게 받기 위한 구조를 제시한다.

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