차량용유도전동기의 인버어터 제어방식의 실용화에서 생기는 문제점을 살펴보면, 첫째, 유도전동기의 인버어터제어방식은 차량동력방식에 적합한 많은 장점을 갖고 있으며, 둘째, 우수한 점착성능이 얻어지고 또 유도장해에 대하여서도 쵸퍼제어방식과 동등한 수준으로 가져갈 수 있고 세째, 중량에서 제어장치는 쵸퍼제어방식에 비하여 인버어터제어방식이 약간 무겁지만 주전동기를 경량화할 수 있어 전체로서는 쵸퍼제어방식과 같은 정도로 가져갈 수 있다는 점이다.
본 연구에서는 현재 지하공간에 설치되어 있는 기존의 피난구 유도등의 문제점을 개선하기 위하여 전력선 통신을 이용한 피난구 유도 제어장치 시스템을 제안하였다. 제안한 피난구 유도 제어장치 시스템은 주제어부, 전력선 통신 원격 제어부, 충전부, 음성발생부, 표시부, 경보알람부, 연기감지부 둥으로 구성된다. 제안한 전력선 통신을 이용한 피난구 유도 제어장치 시스템을 실험을 통하여 전력선 통신의 단점인 잡음을 개선하였으며, 기존의 피난구 유도등이 가지는 단점을 보완하는 것을 확인하였다.
논문은 유도 루프식 열차제어시스템에 대하여 준 정량적 안전무결성 등급(Safety Integrity Level : SIL)할당 방법을 적용하여 안전무결성 등급을 할당한 결과이다. 유도 루프식 열차제어시스템은 ATS장치, 지상ATP장치, 차상ATP장치, 지상ATO장치, 차상ATO 지상장치 하드웨어 및 소프트웨어로 구성되어 있으며, 안전무결성 등급 할당은 각 서브시스템에 대한 안전무결성 등급을 의미한다. 준 정량적 방법의 세 원칙에 근거하여, 열차제어시스템을 구성하고 있는 서브시스템에 대한 안전무결성 등급을 할당하였다.
도시철도 차량 및 역사 내 혼잡도가 최고 220%를 나타내고 있다. 특히 방향별 동선의 충돌로 인해 보행자의 이동저항이 급속히 증가해 통행시간 증가, 안전사고 발생 등 도시철도 역사의 이용효율을 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 본 논문에서 도시철도 이용객의 역사 내 이동속도 및 쾌적성 향상을 위한 혼잡관리 모형을 이용한 도시철도 이용객 동선유도시스템을 제안한다. 이를 위하여 반복혼잡/비반복혼잡을 고려할 수 있는 혼잡관리 모형을 구성하셨고, 미들웨어시스템, 제어시스템, 동선유도구동시스템으로 구성된 동선유도시스템의 기본설계를 수행하였다. 동선유도시스템은 외부데이터를 알고리즘에서 사용가능한 형태로 변경하는 미들웨어시스템 단계와 실시간 데이터 및 과거 데이터를 통해 혼잡관리 알고리즘을 수행하는 단계와, 산정된 혼잡관리 알고리즘을 기반으로 LED표시장치, 방향유도 표시기, 이동식 가이드레일 등을 제어하는 제어시스템의 단계와 제어시스템의 정보를 기반으로 LED표시장치, 방향유도 표시기, 이동식 가이드레일 등의 장치를 실제로 구동하는 동선유도 구동장치 단계와 이용자가 실제로 접하는 LED표시장치, 방향유도 표시기, 이동식 가이드레일 등의 동선유도장치로 이루어진다. 향후 본 기본설계를 기반으로 시스템의 상세설계를 통해 도시철도 역사의 구조 및 지점에 따른 다양한 동선유도장치의 시작품을 제작하고 이를 제어할 수 있는 동선유도제어 모듈을 개발할 예정이다.
본 연구에서는 수직순환식 기계식입체주차설비용 주 구동전도기인 유도전동기를 제어할 수 있는 인버터와 컨버터를 일체화한 165kVA급 인버터장치와 통합 시퀀스제어 및 보조 장치용 전도기 제어를 위한 목적으로 PLC형 제어반을 구성하였고 사용자와의 MMI개선을 위한 목적으로 Pro-Face 터치스크린을 적용한 운전반을 구성하였다 주 구동장치의 제어를 위한 인버터반은 인버터부와 컨버터부 및 입출력부로 구성하였으며 인버터반 내의 제어장치는 병렬통신처리를 하였고 인버터반과 PLC형 제어반 사이는 RS-232C방식 통신체계를 갖추도록 하였다 터치스크린형 운전반과 PLC형 제어반은 RS-422 통신기능을 갖는 C-Net 카드를 적용 하였으며 실험은 55kW급 유도전동기를 대상으로 하였다.
구조물 건축분야에서의 슬라이딩 공법의 우수성에도 불구하고 유압식 동력제어 방식의 문제점을 개선하기 위하여 AC 유도전동기 서보제어장치를 구조물 건축 분야의 동력제어기술로 활용함으로서 정밀제어 및 생산성 향상에 기여 할 수 있다. Induction Motor Servo Controller를 기반으로 PC와 MITY(MS) Servo의 복잡한 조합을 이용한 이동성슬라이딩 공법 시스템 개발을 제안 하였다.
국내에서 대체에너지 공급 비율을 보면 청정에너지로 분류할 수 있는 태양열에너지, 태양 광 에너지, 풍력에너지를 모두 합하여 대체에너지의 $10\%$이하이며, 대체에너지 비율의 $90\%$ 이상을 폐기물로부터 얻은 에너지가 차지하고 있는 실정이다. 신재생에너지원에는 여러 종류가 있지만 해양에너지원에 대해 대상을 설정하고 이에 대한 부존량을 살펴보면 진도 주변의 해역에서 조류발전 부존량이 약 362만 kW가 되며, 시화호와 새만금 등지에서의 조력발전 부존량이 650만 kW, 동해안 후포 연안을 비롯한 파력발전 부존량이 20만kW가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 해양에너지를 실용화하기 위한 연구가 국내외에서 연구되고 있다. 본 논문은 권선형유도발전기를 갖는 조류발전 시스템을 대상으로 연구한 결과로 권선형유도발전기를 제어하기 위한 전력변환장치 개발과 관련한 내용이다. 신재생에너지원이 발전 단가 측면에서 경제성을 갖기 위해서 발전기 용량은 5MW 급까지 대용량화되어 있는 단계이지만 국내에서는 아직 MW급 이상이 되는 권선형 유도발전기와 권선형 유도발전기를 제어하는 전력변환장치에 대한 연구 실적이 없는 상황이다 이에 본 논문에서는 1MW급의 권선형유도발전기에 대한 개발 사례를 소개하면서 유효전력제어, 역률제어, 계통연계방법, 그리고 운전 속도에 따라 변동되는 회전자측에서의 피상전력 특성 등을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 $400^{\circ}C$ 이상의 과열 증기발생을 위하여 6kW급 유도가열장치를 개발하여 식품건조 시스템에 적용한 예를 보인다. 유도가열장치는 과열 증기의 온도를 제어하기 위하여 인버터 입력 전압을 $100\sim200V$로 가변제어가 가능하게 하였고, 인버터 입력 전압은 벅컨버터를 사용하여 기준 전압을 과열증기의 온도에 대한 전압 값을 사용하여 제어하였으며, LC 공진에 의해 발생한 전류로 증기 가열 챔버를 유도 가열하여 과열 증기를 발생하게 하였다. 발생한 과열 증기는 식품 건조를 위하여 건조로에 투입되어 고온 건조에서 식품의 건조시간을 단축시킬 수 있었으며, 식품의 손상을 줄일 수 있었다. 이의 검증을 위하여 유도 가열 장치를 설계/제작하여 실험하였으며, 식품 건조 테스트를 행하였다.
신재생에너지 개발을 위한 권선형유도발전기의 유효전력제어와 무효전력제어에 대해 고찰하였다. 10kW DFIG에 양방향 AC/DC/AC 전력변환장치를 적용한 실험을 통해 유효전력제어와 무효전력제어를 검증하였고, 운전 개시 속도를 결정하는 방법과 전력변환장치 용량을 고려한 제어방법, 그리고 역률 가변을 통해 저속도 영역에서의 에너지 회수방안에 대해 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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