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자기부상시스템의 비선형 진동

전문가 제언: ○ 초전도는 1911년 네덜란드의 물리학자 K. Onnes에 의하여 발견된 현상으로, 현재 50종류에 가까운 원소가 초전도를 나타내는 것으로 알려져 있다. 초전도는 전자시스템이 규칙적으로 응축된 상태이며, 저온에서만 일어나는 현상이다. 그러므로 초전도의 연구는 임계온도 Tc의 상승이 연구과제로 되어있다.

○ 실제로 원소의 임계온도는 낮아 상압에서는 Nb의 9.25K가 Tc로서는 최고치이었다. 그러나 합금 금속화합물 또는 유기재료에서도 초전도현상이 나타나는 것이 확인되어 임계온도도 조금씩 상승되었으나, 1993년 Hg-Ba-Ca-Cu-O에서 기록한 135K가 현재 세계최고기록이다.

○ 이와 같은 초전도현상을 자석에 응용하는 연구가 계속되어 고자계초전도 마그넷이 개발되었으며, 현재 이것을 이용한 초전도 발전기, 초전도 변압기, 초전도 송전케이블 등이 있으며, 또한 초전도 전자석으로 구성된 리니어모터를 이용한 초전도 자기부상식 철도도 이미 개발되었다.

○ 초전도체와 자석 간에 작용하는 부상물체는, 이동시 대칭현상이 유지되도록 한 경우에도 부상식 철도와 같은 경우에는 노면상태, 기후조건 등 주위환경에 따라 비대칭현상으로 된다. 따라서 비대칭현상에 의하여 발생되는 비선형 진동에 의한 공진현상을 억제하여야 한다. 그러므로 비선형 진동현상의 억제에 대한 대책과 연구가 필요하다.

○ 최근 UPS 시스템으로 플라이휠 방식에서는, 고속회전 시 본체가 진공용기 내에서 회전하도록 되어있고, 자기베어링 방식을 부분적으로 채용하고 있다. 그러나 회전축수에 자기부상식 베어링 방식을 이용하면, 마찰에 의한 기계손, 풍손 등의 손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 수명연장 및 고효율 운전이 가능할 것으로 본다. 앞으로 자기부상체의 응용에 대한 연구가 이루어질 것으로 기대된다.

저자: Toshihiko SUGIURA
자료유형: 학술정보