김종수·류홍제 박사팀, 42kW급 소형 고효율 인버터방식 개발

현재 5kW급 이상 고출력 마그네트론 및 구동전원, 전량 고가 수입 의존

올 7월 목표 30kW급 마그네트론 개발에도 박차

고출력 마그네트론·구동전원 국산화 경우 연간 약 80억 원 수입대체 효과

국내 연구진이 전량 고가 수입에 의존하고 있던 고출력 마이크로파 에너지원용 구동전원의 국산화에 성공했다.

한국전기연구원(원장 박동욱 www.keri.re.kr) 산업전기연구단 김종수·류홍제 박사팀은 최근 에너지관리공단의 지원을 받아 미림시스콘과 공동으로 30kW급 고출력 산업용 마그네트론에 사용가능한 42kW급(14kV, 3A급) 인버터방식 구동 전원의 국산화 개발에 성공하였다고 밝혔다.

마그네트론*은 고주파가열·입자가속기·레이더 등의 산업적 응용을 비롯해 전자레인지와 같은 가정용 기기에도 널리 사용되는 고효율·고출력의 마이크로파** 에너지원이다.

* 마그네트론(Magnetron): 자기장 속에서 극초단파(Ultrahigh Frequency: UHF)를 발진하는 2극 진공관으로 자전관(磁電管)이라고도 한다. 고주파가열o입자가속기o레이더 등의 산업응용을 비롯하여 전자레인지와 같은 가정용 기기에도 널리 사용된다.

** 마이크로파(Microwave): 극초단파를 일컬으며, 초단파보다 주파수가 높다. 일반적으로 300∼3,000MHz의 UHF(ultrahigh frequency: 데시미터파 또는 마이크로파라고도 한다), 3∼300GHz의 SHF(superhigh frequency: 센티미터파라고도 한다)인 것을 말하는 경우가 많다.

현재 가전제품에 사용되는 3kW 이하의 소형의 마그네트론 및 구동전원은 국내 가전 회사가 세계적으로 높은 시장점유율을 보이고 있다. 그러나 5kW급 이상의 고출력 산업용 마그네트론 및 구동전원의 경우 식품, 환경, 화학, 종이, 목재 등 다양한 산업에 응용되고 있음에도 불구하고 국내 기술 개발이 전무하여 전량 선진국에서 고가에 수입하고 있는 실정이다.

이번에 개발된 마그네트론 구동전원은 소형 고효율 인버터* 방식으로 개발되었다. 마그네트론 내부의 아크** 발생에 대한 보호 성능이 우수하고, 마그넷 여자전류(exciting current) 제어 및 고압 출력 전류제어방식에 의해 저출력부터 최대 출력까지 자유로운 출력조절이 가능하다.

* 인버터(Inverter): 직류전력을 교류전력으로 변환하는 장치(역변환장치)

** 아크(Arc): 아크방전(Arc discharge)를 줄여서 전호 또는 아크라고도 한다. 기체방전이 절정에 달하여 전극 재료의 일부가 증발해서 기체가 된 상태. 음극과 양극 사이는 고온의 플라즈마로 연결되어 큰 전류가 흐른다.

또한 필라멘트 전원장치는 독자적인 정저항(定抵抗) 제어 방식에 의해 고압음극 전원과 독립적으로 제어 가능하도록 설계되어 필라멘트의 수명을 연장할 수 있는 방식으로 개발되었다. 현재 관련 기술의 특허가 출원 중에 있다.

한국전기연구원은 이미 지난 2005년 5kW급 마그네트론 국산화 개발에 성공하였으며, 현재 올 7월을 목표로 30kW급 마그네트론의 국산화 개발에 박차를 가하고 있다. 30kW급 이상 마그네트론의 국산화 개발까지 성공할 경우, 전량 수입에 의존해 오던 고출력 산업용 마그네트론 및 구동전원장치를 전량 국산화함으로써 연간 약 80억 원의 수입대체 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

2008. 3. 18

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