기계/재료

중국 첫 1,000kW급 고온초전도 모터 연구개발

발행일 : 2012 / 08 / 28

중국선박중공업집단공사 제712연구소는 863계획 신소재분야 프로젝트의 지원으로 중국 첫 1,000kW급 고온초전도 모터 연구개발에 성공하고, 2012년 4월 최대출력(full power) 안정 운행을 실현했다.

2012년 7월 863계획 ‘1,000kW급 고온초전도 모터’과제가 기술검수에 통과했다. 이는 중국이 MW급 고온초전도 모터 설계와 제조 능력을 지니고, 고온초전도 모터 핵심기술을 장악한 세계 유수의 국가로 부상했음을 의미한다.

제712연구소는 다년간 초전도 응용연구 사업에 종사하고, 2008년 ‘1,000kW급 고온 초전도 모터’과제의 기술연구를 전개했다.

고온초전도 모터는 신소재, 신규 방법, 새로운 공정법을 응용한 여러 과학 간의 융합기술이다. 제712연구소에서 저온, 재료, 전자기, 기계, 모니터링, 제어 등 전문 연구팀의 공동 노력으로 고온초전도 선형재료의 물리적 매개변수 연구, 고온초전도 자성체 3D multi-physics field 커플링 최적화 설계, 복합실린더 금속 플랜지를 반지름 방향으로 연결한 토크(torque)관 연구, 진공 및 열파이프 기술, 회전자 매개변수 무선 검사측정기술 등 연구와 시제품 시험제작을 통해 자기장의 강도가 높은 고온초전도 자석 기술, 자석 지원 및 단열 기술, 저온시스템 최적화와 통합기술, 공극 전기자 기술, 검사측정 및 보호 등 핵심기술에서 획기적인 성과를 거두었다.

1,000kW급 고온 초전도 모터 시제품은 많은 운영형태의 시험을 수행했으며, 최대출력(full power) 운행 기술지표는 설계요구에 도달했다. 저온시스템의 출력을 포함한 모터의 출력은 95%이고, 자석 온도는 28-30K 이며, 회전자의 진공 유지기간은 2년이다. 모터 및 저온시스템은 안정적으로 운행했다.

고온초전도 모터는 선박 전력추진과 풍력발전의 주요 연구방향이며, 최근에 고온초전도 응용 분야 연구의 핫이슈로 되었다. 고온초전도 소재기술이 발전하면서 초전도 모터기술은 공정화 응용을 실현하고, 큰 경제 및 사회적 수익을 창출할 것으로 전망된다.