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연구성과

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500kW급 모터다이나모용 인버터 기술 개발
산학연 융합연구를 통해 ‘500kW급 모터다이나모용 인버터 기술＇개발
기술 개발 목적
  • 본 연구는 500kW급 모터 다이나모용 인버터의 파워스택 열 해석 및 냉각 성능 최적화를 통해 고출력 인버터의 신뢰성 향상과 효율적인 열 관리 기술을 개발하는 것임. 또한, 시뮬레이션을 통한 해석과 실험적 검증 방법을 결합하여 경제적인 열 관리 솔루션을 제공하는 것을 목표로 함
연구내용
  • 고출력 다이나모용 인버터 시스템에서 파워 스택의 방열 방식과 구조를 분석하고 효율적인 냉각 구조 설계
  • 전력 반도체 소자 자체 열원 및 열 손실에 대하여 분석하고, 전력 시스템 구동 시 발생하는 전력 소모량 및 손실 해석
  • 별도의 전력 구동 시스템 없이 발열량을 모사할 수 있는 전력 부하 모사 시험 장치 개발
  • CFD 전산 유체 해석 기반의 온도 포화 결과와 실제 장치 기반 온도 포화 결과 비교 및 성능 평가

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우수성 및 차별성
  • 기존 열 해석 방식은 단순 평균 전력 소비를 기반으로 한 열 해석에 의존하지만, 본 연구는 실제 열 손실을 모사할 수 있는 전력시스템 기반으로 실제 운전 환경 조건을 구성하고, 발열 양상을 해석하기 때문에 보다 정확히 열 포화 조건을 예측할 수 있음.
  • 별도의 전력 구동 시스템 없이 본 시험 장치로 동일한 열 부하 조건을 구성하기에 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있음.
성과 활용도 및 파급효과
  • 컨버터/인버터 등 전력 변환 시스템 발열 해석 및 냉각 시스템 설계 최적화에 활용할 수 있음.
  • 산업용 대출력 전력 변환 장치(ESS, HVDC, 풍력/태양광 인버터 등) 및 전기 구동 시스템 분야에 해당 기술을 활용 가능 함.
  • 본 기술을 활용하면 실험 환경에서 유사한 조건을 재현할 수 있어 설계/제작 단계에서의 비용 절감과 개발 기간 단축이 가능 함.
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