• Title/Summary/Keyword: 고전기

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고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용한 N2, SF6 혼합기체에서의 전기.광학적 분석

  • 변용성;송기백;홍영준;이승희;엄환섭;최덕인;류한용;최은하
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.221-221
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    • 2011
  • 수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극 충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력 스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 전자온도는 SF6 혼합비율이 0~10%일 때 급격히 증가하여 이후에는 포화되는 경향을 보였고, 압력에 따라서는 큰 경향성을 보이지 않았다.

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변압기 이상음의 초음파 분석에 관한 연구 (A study on ultrasound analysis of the transformer strange signal)

  • 백화종;지석근
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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    • pp.835-838
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    • 2002
  • 동작되고 있는 고전압 기기는 전기의 독특한 특성 때문에 초음파 방출을 유발하는 특유한 소리를 방출한다. 초음파 방출이란 아킹, 코로나, 트래킹과 같은 전기적변화에 의해서 발생된다 고전압 전력 설비에서 아킹, 코로나, 트래킹은 여러 가지 장애를 일으킬 뿐만 아니라 인체에도 매우 치명적인 손상을 야기한다. 고전압 기기의 장애 요소를 방지하고 사전에 진단하기 위해 초음파 측정이 주목받게 되었지만 아직까지 기초적인 측정 데이터가 충분히 제시되어 있지 않은 실정이다. 본 논문에서는 변압기 설비에서 발생하는 초음파 이상음을 분석하고 분석한 자료를 표준 데이터화 하는데 그 목적을 둔다.

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AWE를 이용한 고효율 고전력 밀도 압전 변압기의 최적설계 (Optimal Design of Piezoelectric transformer for High Efficiency and High Power density using AWE)

  • 서정무;주현우;정현교
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.780-783
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    • 2004
  • 본 논문에서는 유한요소법과 등가회로법을 이용하여 윤곽 진동형 압전변압기의 특성을 해석하고 이를 통해 압전변압기의 매칭 임피던스와 기계 및 전기적 결합계수를 계산하였다. 실험적 결과를 통하여 수치해석의 타당성을 검증한 후, 진화 전략에 기초한 멀티 모드 함수의 최적 알고리즘을 이용하여 고효율 고전압 밀도 압전 변압기의 형상 최적화를 수행하였다. 최적화 과정에서의 계산 시간을 단축시키기 위하여 AWE(Asymptotic Waveform Evaluation)를 적용한 유한요소법을 사용하였다.

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설계 변수 변화에 따른 고전압 가스 차단기용 전자석 조작기(EMFA)의 특성 해석 (Characteristics Analysis of Electro-Magnetic Force driving Actuator for High Voltage Gas Circuit Breaker by Changing Design Parameter)

  • 김래은;강종호;최상민;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.911-912
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    • 2007
  • 영구자석형 조작기(PMA)의 단점을 보완한 고전압 차단기용 전자석 조작기인 EMFA는 긴 스트로크를 가지는 차단기에도 사용이 가능하며, 특히 진공 차단기(VCB)용 조작기를 비롯하여, 가스 차단기(GCB)에 적용한 모델도 이미 개발되었다. 다양한 모델에 대한 설계 및 연구가 추가적으로 진행되고 있으나, 아직 설계 방법이 정형화되어 있지 않아 모델에 따라 그 형상이 달라지는 경우가 많다. 이러한 점을 개선하기 위해, 본 논문에서 EMFA의 설계 변수를 변화시켜 가며 나타나는 특성을 홀딩력과 자속밀도를 통해 분석하였다. 나아가 이를 바탕으로 설계 방법의 정형화에 대한 실마리를 제공하고자 한다. 해석에는 2차원 유한요소법을 이용하였고, 설계 변수는 조작기의 초기상태를 기준으로 설정하였다.

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공진요소를 포함한 고전압 플라이백 컨버터의 특성해석 (A Characteristic Analysis of High Voltage Flyback Converter including Resonant Element)

  • 고태석;정용준;이재광;정동열;한상규;홍성수;김진욱;이효범;노정욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.499-501
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    • 2008
  • 본 논문은 공진요소를 포함한 고전압 플라이백 컨버터의 설계 절차를 제시하는 것으로써, 고압 플라이백 컨버터 설계 시 기존 플라이백 컨버터의 Power Stage 설계 식을 적용하였을 때 원하는 출력 전압을 얻지 못한다. 고전압을 발생시키기 위한 고전압 플라이백 변압기는 2차 측의 많은 권선수와 높은 전압 때문에 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)가 매우 크고, 과도상태에서 컨버터 전류 및 전압의 기생 공진(parasitic resonance)이 심각하게 발생한다. 이러한 공진요소를 고려하여 고전압 플라이백 컨버터의 특성을 해석하고 설계 절차를 제시한다. 이를 통해 고전압 플라이백 컨버터의 소형화 및 경량화를 도모하고, 고압 전원장치의 기술 축적을 위해 연구되었다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 타당성을 실험을 통하여 검증한다.

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압전액츄에이터 연동파형 고전압증폭 구동장치 설계

  • 조정대;함영복;윤소남;감광영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.110-110
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    • 2004
  • 하나 또는 다수개의 압전액츄에이터(piezoelectric actuator)로 구성된 시스템에서 구동 효율을 높이는데 직접적인 영향을 미치는 고정밀과 빠른 응답 특성을 구현(implementation)하기 위하여, 입력전압에 대하여 출력전압이 선형적으로 추종하고 주파수 가변(variable)이 독립적이며 순차적으로 제어가 가능한 위상가변(phase shifting)형 압전액츄에이터 구동장치의 설계가 필요하다. 구동신호론 증폭하고 가변하는 고전압 증폭 구동장치는 압전액츄에이터 구동에 직접 영향을 주게 되므로, 이의 특성인 고주파에서의 위상지연 보상, 높은 회전비(slew rate)로 고전압에서 정현파의 찌그럼짐을 방지, 전압이득의 가변 및 안정화, 입력 및 출력 임피던스의 개선과 주파스 대역폭(band width)의 확장 등은 매우 중요하다.(중략)

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제논램프 구동을 위한 새로운 기법의 고전압 발생회로 (Novel High Voltage Generator Circuit Design for Igniting Xenon Lamp)

  • 전병구;조준동
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.180-182
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    • 2008
  • 제논램프를 점등시키기 위해서는 램프방전 초기에 수십kV의 고전압펄스를 발생시켜주어야 한다. 고전압펄스의 생성은 주로 transformer의 전자기유도작용을 이용한다. 지금까지는 주로 1개의 고주파 transformer를 이용하여 고전압펄스를 발생시키는 회로가 구성되어 왔다. 이 경우 회로가 단순해지는 이점이 있지만 transformer의 부피가 커지게 되어 상대적으로 보드에서 많은 공간을 차지하게 되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 단점을 해결하고자 고주파 transformer 1개를 사용하는 대신 소형의 고주파 transformer 2개를 2단계 step-up 회로로 구성하였다. 제안된 회로의 구성과 동작에 대하여 분석하였고 실험을 통해 제안된 회로가 유용함을 검증하였다.

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