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드론 및 소형발전 시스템용 영구자석 전동기 및 발전기 기술

페이지 정보

최고관리자  0 Comments  1 Views  20-11-10 15:46  기계

본문

분야 : 전자~전기 개발상태 6 9
드론 및 소형발전 시스템용 영구자석 전동기 및 발전기 기술
보유기관 및 연구자 : 한국전기연구원 이지영
  • 특허정보

    축방향 자속 회전기(미공개) (No : PCT/KR2020/018481)

    축방향 자속 회전기(미공개) (No : 10-2020-0123341)

    축방향 자속 회전기(미공개) (No : 10-2020-0123342)

    축방향 자속 회전기(미공개) (No : 10-2020-0123343)

  • 거래조건 : 별도 협의

기술완성도

  • TRL09

    사업화

    • 본격적인 양산 및 사업화 단계
  • TRL08

    시작품 인증/
    표준화

    • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
      - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
  • TRL07

    Pilot 단계 시작품
    신뢰성 평가

    • 시작품의 신뢰성 평가
    • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
  • TRL06

    Pilot 단계 시작품
    성능 평가

    • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
    • 시작품 성능평가
  • TRL05

    시제품 제작/
    성능평가

    • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
    • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
  • TRL04

    연구실 규모의
    부품/시스템 성능평가

    • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
    • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
  • TRL03

    연구실 규모의
    성능 검증

    • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
    • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
    • 모델링/설계기술 확보
  • TRL02

    실용 목적의 아이디어/
    특허 등 개념 정립

    • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
  • TRL01

    기초 이론/
    실험

    • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
주요기술구성
▶ 드론 및 소형발전시스템을 위한 고비출력의 축방향 / 경방향 자속형 영구자석 발전기-전력 변환장치 모듈 설계 기술
▶ 전기추진 시스템을 구현하기 위해서 축방향 자속(Axial Flux)형 영구자석 발전기술 및 전력 변환장치(PMU, Power management Unit)에 대한 설계 기술을 개발

적용분야 및 적용제품
▶ 드론/무인항공기의 하이브리드 전원시스템용 발전기
▶ 풍력발전용 영구자석 발전기
▶ 전기 추진용 모터
시장동향
▶ 전 세계 영구자석 시장은 2016년 149억 달러에서 연평균 성장률 8.8%로 증가하여 2021년에는 226억 7,000만 달러에 이를 것으로 전망됨
▶ 전 세계 영구자석 시장은 용도에 따라 전동기, 가전제품, 음파장비·마그네틱 센서·변환기, 발전기, 의료기기, 기타로 분류되며, 전동기는 25.1%의 점유율로 가장 많은 비중을 차지하며, 전동기는 2015년 33억 4,780만 달러에서 연평균 성장률 9.4%로 증가하여, 2020년에는 52억 5,140만 달러에 이를 것으로 전망됨

특장점
기존 기술의 문제점
▶ 축방향 자속 회전기기의 경우 고정자 코일의 단선 혹은 코팅로 전원을 연결하는 리드선의 단선의 경우 수리를 위해서 분해가 어려움
▶ 고정자를 바라보는 면에 형성된 영구자석과 회전자 프레임과의 결합력이 약해, 영구자석이 이탈되는 사고 발생
기존 기술과의 차별성
▶ 길이 제약이 큰 디스크 형태의 발전 또는 구동 시스템이 필요한 팬 부하 또는 휠 구동 시스템 등에 다양한 분야에 활용 가능
▶ 발전 제어에 필요한 여러 구성요소들을 일체형으로 구성 가능
▶ 자계 해석-열해석-구조해석을 연계한 3차원 다물리해석 기술을 이용하여 축방향 / 경방향 발전기 (AFG/RFS)의 소형 경량화 및 고효율화
▶ 3차원 설계 및 해석기술을 기반으로 다양한 발전 또는 구동 시스템에 필요한 전기추진 모듈 개발 가능
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