Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.7
no.3
s.18
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pp.174-183
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2004
In this paper, the performance improvement and modeling of small onboard generator were described. As the characteristics of the field coil which are a major parameters of generator were improved, the system bandwidth could be increased, therefore the generator could also be satisfied with fast characteristic loads. Established the brief control model of the generator, it could be possible to do the analysis of generator performance, and improve the operational stability of the generator system using the control model.
항공기의 제트 엔진을 비롯하여 육상용 발전기, 선박용 엔진, 로켓 엔진 등에 널리 사용되는 터빈 블레이드를 포함한 고온용 가스터빈 부품은 최대 온도 120$0^{\circ}C$ 이상의 고온에 노출되어 가혹한 기계적 응력을 받는 동시에 고온에서의 표면 안정성이 요구되므로 초내열 니켈 합금(superalloy), 티타늄 합금, 내열강 등의 고온강도가 우수한 합금이 사용된다. 그런데 합금성분이 많이 첨가된 내열 합금을 용접하는 경우, 미세균열, 용접부의 기계적 성질의 저하, 용접열영향부의 내식성과 내산화성의 저하, 용접외부 결함에 의한 피로강도 저하 등의 문제가 발생하므로 이를 해결해야 한다. 본고에서는 생산성과 용접품질이 우수한 고밀도 에너지빔 용접의 적용 현황에 관하여 고찰코자 한다.
The generator for gas turbine power generation consists of the rotor which generates magnetic field, the winding coil which is the path for the field current and the wedge and retaining ring which prevents the radial movement of the coil. Relatively severe deformation was observed at the coil end section during the inspection of the generator for peaking-load operation, and the thermal-electricity and the centrifugal force were evaluated by the simple modeling of the windings to find the cause. But the simulation stress was not sufficient to induce the coil plastic deformation. The analysis result seems to be applicable to the base-load generators which runs continuously without shut down up to a year, but there had been more deformation than simulated for the generator which is started up and shut down frequently. The cause of the coil deformation was the restriction of the expansion and shrinkage. The restriction occurs when the winding coil shrinks, and the stress overwhelms the yield stress and cause the plastic deformation. The deformation is accumulated during the start-ups and shut-downs and the thermal growth occurs. The factors which induce the coil restriction during the expansion and shrinkage should be reduced to prevent the unallowable deformation. The resolutions are cutting off the field current earlier during the generator shut-down, modifying the coil end section to remove the stress concentration and making the insulation plate inserted between the coil end section and the retaining ring have the constant thickness.
Development of long-term mobile energy sources for mobile robots or small-sized unmanned vehicles are actively increasing. The micro gas turbine generator (MTG) is a good candidate for this purpose because it has both of high energy density and high power density, and 500W class MTG is under development. The designed MTG can be divided into 2 main parts. One part consists of motor/ generator and compressor, and the other one consists of combustor, recuperator and turbine. 500W class MTG is designed to operate at ultra-high speed of 400,000 rpm in high turbine temperature over $700^{\circ}C$ to improve the efficiency. Because the magnetism of NdFeB permanent magnet for the motor/generator could be degraded if the temperature is over $150-200^{\circ}C$, MTG needs the thermal insulation to block the heat transfer from combustor/turbine side to motor/generator side. Moreover, the motor/generator is allocated to get the cooling effect from the rapid air flow by the compressor. This study presents the experimental results to verify whether the thermal insulator and air flow are effective enough to keep the motor/generator part in the low temperature less than $100^{\circ}C$. From the motoring test by using the high temperature test rig, it was confirmed that the motor/generator part could maintain the temperature less than $50^{\circ}C$ under the condition of 1.0 bar compressed air.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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1997.11a
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pp.23-23
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1997
다목적으로 활용할 수 있는 분리축 방식의 터보축 엔진 개발을 위한 정상상태 해석 프로그램의 개발과 함께 동일 형식의 가스터빈엔진 시험장치를 이용한 실험을 통해 프로그램의 해석결과와 비교, 그 타당성을 입증하였다. 실험에 이용된 시험장치는 1단 원심형 압축기, Can형 연소기, 1단 Radial형 압축기 터빈 및 동력터빈으로 구성되어 있으며 출력은 3상 교류발전기를 통해 획득된다. 해석에 사용된 주요 구성품의 성능곡선은 시험장치 제작자로부터 획득된 자료를 이용하였으며, 경우에 따라 시험장치를 이용한 실험을 통하여 보정하였다. 시험장치를 이용한 실험결과를 프로그램 해석결과와 비교한 결과, 시험장치의 운용제한에 의해 실제 자동영역이 제한되기는 했으나, 압력비, 출력 등 주요 변수들에서 10% 미만의 오차를 보였다.
Park, Jong-Young;Park, Jong-Keun;Chu, Jin-Bu;Jang, Byung-Tae;Kang, Gye-Hee;Yang, Jung-Jae
Proceedings of the KIEE Conference
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2002.07a
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pp.274-276
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2002
긴급보호제어시스템(SPS, Special Protection System)은 일반적인 보호동작 범위를 벗어난 외란에 대해서 계통 전지역의 보호를 목적으로 하는 광역시스템 보호기술이다. 따라서 SPS는 외란 시에 계통 장비의 보호보다는 계통을 보호함으로써 전력 공급능력 향상에 주안점을 두게 된다. SPS는 자주 동작하지 않고 평소에는 대기 상태로 있으며, 긴급한 동작이 요구되기 때문에 많은 경우에 그 동작이 미리 결정되어 있다. SPS는 입력변수나 전력계통에의 영향에 따라 분류할 수 있는데, 입력변수에 따라서는 계통 응답에 기초한 SPS와 사고에 기초한 SPS로 나눌 수 있다. 발전기 탈락, 부하 차단이 SPS의 주요 보호 동작이며 이 외에 가스터빈이나 양수발전기 기동, AGC 제어, HVDC 고속전력변환, 분로기기의 자동스위칭 등의 제어 동작이 있다. 우리나라의 경우에는 주로 동기탈조 방지를 위한 발전기 탈락의 동작을 하는 SPS가 설치, 운전되고 있다.
To improve the core technology of the micro gas turbine, the performance test facility was developed. This paper is focusing on the explanation of the characteristics of micro gas turbine and its assist devices. Major part of micro gas turbine were radial type of compressor, annular type of combustor, radial type of turbine, thrust foil bearing, radial foil bearing and generator. The assist devices were consist of exhaust duct, inverter, data acquisition system, load bank and test cell. Before building up the test facility, the component test was previously conducted to confirm the component performance. After the test facility was prepared, the motoring test was conducted to investigate the rotor dynamic characteristics of the micro gas turbine. Also, the part load performance test was performed. With a developed micro gas turbine test facility, the improved core technology about the micro gas turbine can be suggested to the related industries.
본 논문에서는 일체형 원자로인 REX-10과 가스터빈발전기를 전원으로 이용하는 지역에너지시스템을 모델링 하였다. 또한 모델링된 지역에너지시스템 계통을 이용 한국전력공사 전력계통과 연계운전 중 지역에너지시스템 내부배전선 및 부하에서 발생할 수 있는 사고를 모의하고 결과를 분석하여 지역에너지시스템 전력계통 고장시 보호 방안을 제시하였다.
본 논문에서 일체형 원자로인 REX-10과 가스터빈발전기를 전원으로 이용하는 지역에너지시스템을 모델링 하고, 한국전력공사 전력계통과 연계운전 또는 독립운전하는 지역에너지시스템 안정적 운영 방법 모의와 운전 중 발생할 수 있는 문제점을 모의하기 위해 운영 시나리오를 개발 적용하였다.
An, Hyunsung;Ryu, Hoseon;Kim, Kyung-seo;Cha, Hanju
Proceedings of the KIPE Conference
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2014.07a
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pp.267-268
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2014
본 논문에서는 LCI (Load Commuted Inverter) 시스템의 구동원리와 제어방식에 대해서 서술하였으며, 알고리즘 검증을 위한 모델링을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 진행하였으며, 5kW급 프로토타입을 통해 제어 알고리즘의 성능을 확인하였다. 시스템 속도에 따라 달리하는 구동방식인 강제전류 모드와 자연전류 모드는 동기발전기의 정격속도 10%인 180rpm에서 모드 전환이 이루어지며, 과도상태 및 정격속도까지 안정적인 동작을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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