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비접촉 마그네틱 기어가 적용된 상반회전 프로펠러 전기추진기 기술

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

비접촉 마그네틱 기어가 적용된 상반회전 프로펠러 전기추진기 기술

보유기관 및 연구자 : 한국전기연구원 홍도관

특허정보
10-2018-0055334 (No : 자기기어용 폴피스조립체, 그 제조방법 및 이를 구비한 자기기어장치)

10-2018-0140795 (No : 자기기어용 폴피스유닛의 제조방법, 자기기어용 폴피스유닛 및 이를 구비한 자기기어)

10-2018-0140796 (No : 자기기어용 폴피스유닛, 그 제조방법 및 이를 구비한 자기기어)

10-2020-0028419 (No : 자기기어 회전자, 그 제조방법, 그를 포함하는 자기기어 및 그를 포함하는 추진모듈)
거래조건 : 별도 협의

상담신청 기술문의

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: ▶ 요트 및 고무보트 등의 추진 효율을 향상시키기 위해 태생적으로 상반회전이 가능한 최대 효율 99% 마그네틱 기어 기술
▶ 고속회전자(코어+영구자석), 자기 변조를 위한 폴피스 구조체, 저속회전자(코어+영구자석)로 구성

적용분야 및 적용제품: ▶ 선박용 스러스터 및 추진기 등 조선사업 및 수력, 해양, 풍력 발전 시스템 등 신재생 에너지 관련 사업등에 적용 가능함
▶ 세계최초 비접촉 자기기어 적용 상반회전 프로펠러 전기추진기 / 고무보트, 요트용 전기 추진기(실증시험 완료)
▶ 유성기어 대체 전 전기 추진 어뢰용 추진기
▶ 무인수중정(잠수정)용 추진기

시장동향: ▶ 글로벌 PAV(Personal Air Vehicle) 시장은 2020년 167.4백만 달러에서 연평균 19.53% 성장하여 2025년에 408.5백만 달러에 달할 것으로 전망됨
▶ 글로벌 해양 추진기 시장은 2020년 375백만 달러로 연평균 0.5% 성장하여 2025년 386백만 달러에 달할 것으로 전망됨

특장점

기존 기술의 문제점: ▶ 기존 폴피스조립체의 경우, 사용환경에 따라 자성체 간격이 다르거나, 최초 위치를 이탈하는 문제 발생
▶ 기존 폴피스조립체를 제조하는 재질에 따라 와전류가 발생되며, 와전류손을 피하기 어려운 문제 발생
▶ 이에 따라 문제를 해결하기 위해 유지부재가 가지는 복수의 연결 봉 개수를 로터의 자극 쌍의 개수의 약수로 구성하여 와전류 손실을 억제하는 기술을 발명함
▶ 하지만, 폴피스유닛의 무게가 증대되고 강도가 떨어지는 문제점 발생

기존 기술과의 차별성: ▶ 마그네틱 기어는 비접촉식 구조로 소음 및 진동 저감과 유지보수 불필요
▶ 신뢰성 향상, 자체적인 과부하 보호기능, 기계적 비접촉에 의한 고효율화 가능
▶ 비접촉 마그네틱 기어로 상반회전 프로펠러 구동 시 추진 효율이 15%이상 향상
▶ 추진효율 향상으로 연료절감 효과에 탁월한 효과가 있음
▶ 자계-기계 멀티피직스 해석을 통한 다양한 성능해석 기술을 확보하여 마그네틱 기어의 핵심부품인 폴피스부의 구조적 강건화로 구조적 안정성 및 신뢰성 향상