• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10d
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• pp.62-64
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• 2006

본 논문에는 영구자석 내삽형 동기 발전기의 기전력 특성에 해석에 관한 연구이다. 기전력 해석시 측정값과 시뮬레이션의 값의 차이의 원인 중 하나를 영구자석에 있다고 가정 하고 이에 대한 영향을 자석을 세그먼트화 하여 비교 실험하였다. 실제 측정값과 시뮬레이션의 기전력의 차이의 원인에 대해 비교하였다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.17 no.6
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• pp.1081-1088
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• 2022

The harmonics of synchronous generators increase iron and copper loss, which is the cause of fever. For harmonic reduction, the armature winding method is used as a distribution winding, a short pitch winding. In this paper, we want to improve the waveform of the instrument voltage by reducing the harmonics in a new way to the shape of the permanent magnet. The method cuts both ends of the permanent magnet and adjusts the air gap by increasing and decreasing the area according to the set value. By varying the distribution of magnetic flux density, the resulting electromotive voltage and strain were compared. This compares the shape-changing models of permanent magnets and shows an effective deformation method.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.182.1-182.1
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• 2010

본 논문에서는 3kW 영구 자석형 동기발전기(PMSG)를 이용한 풍력 터빈 시뮬레이터 개발에 대해 기술하였다. 풍력발전 시스템은 블레이드를 포함한 회전부, 동력 전달부, 발전기, 전력변환기로 크게 나눌 수 있으며, 시뮬레이터는 유도 모터와 PMSG, 인버터-컨버터와 제어 시스템으로 이루어진다. 시뮬레이터를 운전하기 위해서는 특정 속도의 바람 모델을 적용하여 풍력 발전기의 회전부에 걸리게 되는 토크와 회전 속도 값이 요구된다. 풍력 터빈 모델로부터 계산값을 시뮬레이터에 맞게 스케일링하여 유도 모터를 구동 한다. 발전기측 컨버터는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 알고리즘을 통해 제어하고 계통측 인버터는 유효 전력과 무효 전력을 제어하도록 한다. PSIM과 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션으로 그 결과를 증명하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1015-1016
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• 2007

원격 전력 시스템의 요구 증가로 인해 작고 효율적이며 경제성도 우수한 풍력 발전기의 시장이 확대되고 있다. 이러한 응용 분야를 위해서 최근 들어 직접 구동 영구자석 발전기에 많은 관심을 가지게 되었다. 본 논문에서는 유한요소해석을 이용한 저속, 고토크의 외전형 직접 구동 영구자석 풍력발전기 개발을 위한 설계 모델을 제안하였다. 여기서 발전기의 코깅 토크의 분석을 통하여 기동 토크를 최소화하는데 대한 연구를 수행하였다. 또한 역기전력과 동기리액턴스, 효율을 계산하였다. 설계 모델을 토대로 3kVA, 90rpm의 풍력발전기 시제품을 제작하였다. 마지막으로 시제품의 성능 시험 결과를 통하여 해석모델의 정확성을 증명하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.11
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• pp.755-760
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• 2016

The demand for independent generators using renewable energy has been increasing. Among those independent generators, small wind turbine generators have been actively developed. Permanent magnets are generally used for small wind turbine generators to realize a simple structure and small volume. On the other hand, cogging torque is included due to the structure of the permanent magnet synchronous machine, which can be the source of noise and vibration. The cogging torque can be varied by the shape of the permanent magnet and core, and it can be reduced using the appropriate design techniques. This paper proposes a design technique that can reduce the cogging torque by changing the shape of the permanent magnets for SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor), which is used widely for small wind turbine generators. Evolution Strategy, which is one of non-deterministic optimization techniques, was adopted to find the optimal shape of the permanent magnets that can reduce the cogging torque. The angle and outer diameter of permanent magnet were set as the design variable. A 300W class wind turbine generator, whose pole/slot combination was 8 poles/18 slots, was designed with the proposed design technique. The properties of the generator, including the cogging torque and output voltage, were calculated. The calculation results showed that the cogging torque of the optimized model was reduced compared to that of the initial model. The design technique proposed by this paper can be an effective measure to reduce the cogging torque.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04c
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• pp.224-226
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• 2008

본 논문에서는 매트릭스 컨버터를 이용하여 풍력을 에너지원으로한 영구자석형 동기 발전기의 계통연계방법을 제안하고 시뮬레이션으로 타당성을 검증한다. 풍속의 변화에 따라 영구자석형 동기발전기 속도가 변하며, 발전기 속도의 변화로 인해 발전전압의 크기와 주파수가 변한다. 이렇게 가변하는 발전 전압과 주파수를 계통전압의 고정된 전압 크기와 주파수로 변환하는 전력변환장치로써 기존의 PWM AC/DC/AC 컨버터 대신에 매트릭스 컨버터를 사용하여 직접적으로 AC-AC 변환을 한다. 매트릭스 컨버터가 가지고 있는, DC 링크단의 대용량 캐패시터가 필요없고; 양방향전력흐름을 제어할 수 있고, 사용자가 원하는 출력전압의 크기, 주파수, 역률을 임의로 제어 할 수 있는 이점을 사용하여 매트릭스 컨버터를 이용한 영구자석형 동기발전기의 계통연계에 대한 시뮬레이션 결과를 소개한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.98-99
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• 2013

최근 빠른 산업발달에 따른 전력전자기술발전과 더불어 고효율 발전기 시스템에 대한 관심과 요구가 급증하고 있다. 이에 따라 영구자석 발전기 시스템에 대한 연구가 활발히 진행됨과 동시에 무효전력에 따른 전압강하를 방지하기 위한 보상장치에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. PMSG(영구자석 동기발전기, Permanent Magnetic Synchronous Generator)는 출력전압을 직접적으로 제어할 수 없기 때문에 출력전압을 제어하는 보조적인 장치가 필요하다. 본 논문은 PMSG에 부하가 걸렸을 때 무효전력으로 인한 전압강하를 보상하기 위한 전력회로와 제어기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.1
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• pp.688-695
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• 2017

This paper deals with characteristics analysis of a permanent magnet (PM) linear generator using analytical methods for wave energy harvesting. The wave energy is carried out from the movement of a yo-yo system. A linear generator using permanent magnets to generate a magnetic force itself does not require a separate power supply and has the advantage of simple maintenance. In addition to the use of a rare earth, a permanent magnet having a high-energy density can be miniaturized and lightweight, and can obtain high energy-conversion efficiency. We derived magnetic field solutions produced by the permanent magnet and armature reaction based on 2D polar coordinates and magnetic vector potential. Induced voltage is obtained via arbitrary sinusoidal input. In addition, electrical parameters are obtained, such as back-EMF constant, resistance, and self- and mutual-winding inductances. The space harmonic method used in this paper is confirmed by comparing it with finite element method (FEM) results. These facilitate the characterization of the PM-type linear generator and provide a basis for comparative studies, design optimization, and machine dynamic modeling.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1230-1231
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• 2007

2MW 풍력발전기용으로 사용할 영구자석형 동기발전기 물리설계 과정을 설명하다. 기어비가 72.28인 3단 기어를 사용하여 영구자석 pole을 회전자 표면에서 3 mm 깊이로 삽입시켜 안정된 구조를 취했다. 토크, 인덕턴스, 유기전압, 손실, 온도분포 등을 계산하기 위해 전자기해석과 열해석 등을 통해 영구자석, 회전자, 고정자 등의 구조를 정하고와 크기를 최적화시켰다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.181.2-181.2
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• 2010

포항공과대학교 풍력특성화대학원에서는 STX Windpower의 풍력발전기 국산화 사업의 일환으로 2MW 직접 구동형 영구자석 동기발전기의 설계를 변경 하였다. 정격 출력 2.3MW급으로 정격 RPM은 16.5, 고정자 내경은 2.1m로 128극을 가지고 있다. 본 설계 발전기는 STX93 모델을 기반으로 하고 있으며, 기존 발전기보다 더 compact하고 더 높은 효율의 발전기로 설계 변경하였다. 본 논문에서는 발전기 물리 설계와 그에 따른 전자기 해석 및 열 분석을 수행하고 손실을 계산한다. 또한, 그 결과와 절차에 대하여 요약하고 기존 발전기와 설계 발전기를 비교 분석한다.