SNUEI

Electromagnetic-Thermal Design and Analysis of Liquid Nitrogen Immersed Aluminum Armature With NI HTS Field Windings

2025 · IEEE Transactions on Applied Superconductivity

저자

JuKyung Cha, Chaemin Im, Jong‐Hoon Yoon, Jaheum Koo, Eunseok YANG, Jaejin Kim, Sangwon Yoon, 한승용 (Seungyong Hahn)

연구주제

Superconducting Materials and Applications · Electric Motor Design and Analysis

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

전기/전자 > 중전기기 > 초전도 기술/제품에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

liquid nitrogen cooling 무절연 코일(NI 코일) 초전도 모터

유한요소 해석(FEA)

키워드 (OpenAlex)

liquid nitrogen immersion high-temperature superconducting coils torque density electromagnetic coupling thermal runaway current density limits

초록

This paper presents an electromagnetic and thermal design methodology for a liquid-nitrogen (LN$_{2}$)-immersed aluminum armature with no-insulation high-temperature superconducting (NI-HTS) field windings. A three-dimensional finiteelement model is developed to optimize both the armature geometry and the NI-HTS coil configuration. The analysis evaluates key electromagnetic performance metrics, including torque density and electromagnetic coupling. Steady-state thermal analysis, incorporating LN$_{2}$convective cooling coefficients and the anisotropic thermal properties of epoxy-impregnated windings, predicts operating temperature distributions and establishes safe current density limits. Numerical case studies for an aluminum armature and NI-HTS coils submerged in LN$_{2}$show a torque output of 15N$\cdot$m at an armature current density of 20A/mm${}^{2}$(RMS), with a thermal limit of 3…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

NTIS 성과DB(2020–24)에서 DOI 매칭 없음

인접 그래프

노드 hover = 이웃 강조 · 1회 클릭 = 고정 · 고정된 노드 다시 클릭 = 페이지 이동

이 문서와 연결된 페이지

교수 1

한승용

연구주제 1

Superconducting Materials and Applications

정책분야 1

중전기기

키워드 2

무절연 코일(NI 코일) · 초전도 모터

방법 1

유한요소 해석(FEA)