• Smart Structures and Systems
• /
• 제7권5호
• /
• pp.379-392
• /
• 2011

This paper presents a multi-functional system, consisting of a magnetorheological (MR) damper and an electromagnetic induction (EMI) device, and its applications in stay cables. The proposed system is capable of offering multiple functions: (1) mitigating excessive vibrations of cables, (2) estimating cable tension, and (3) harvesting energy for wireless sensors used health monitoring of cable-stayed bridges. In the proposed system, the EMI device, consisting of permanent magnets and a solenoid coil, can converts vibration energy into electrical energy (i.e., induced emf); hence, it acts as an energy harvesting system. Moreover, the cable tension can be estimated by using the emf signals obtained from the EMI device. In addition, the MR damper, whose damping property is controlled by the harvested energy from the EMI device, can effectively reduce excessive cable vibrations. In this study, the multi-functionality of the proposed system is experimentally evaluated by conducting a shaking table test as well as a full-scale stay cable in a laboratory setting. In the shaking table experiment, the energy harvesting capability of the EMI device for wireless sensor nodes is investigated. The performance on the cable tension estimation and the vibration mitigation are evaluated using the full-scale cable test setup. The test results show that the proposed system can sufficiently generate and store the electricity for operating a wireless sensor node twice per day, significantly alleviate vibration of a stay cable (by providing about 20% larger damping compared to the passive optimal case), and estimate the cable tension accurately within a 2.5% error.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제20권3호
• /
• pp.226-235
• /
• 1995

과수원 방제 작업 시 인체에 해로운 농약으로부터 운전자를 보호하고 노동력 및 농약의 절감, 환경오염의 방지 등의 효과를 꾀하기 위하여 무선 전파 리모콘을 이용한 무인 스피드 스프레이어의 원격제어 시스템을 개발함과 동시에 유도케이블식 주행유도 장치에 의한 자율주행 무인스피드 스프레이어를 개발하였다. 무인 스피드 스프레이어는 원격조종 시스템, 유도케이블 시스템, 장해물 검출장치, 제어 액튜에이터 등으로 구성되어 있고 원격조종 및 자율주행이 가능한 시스템이다. 무인화 한 스피드 스프레이어의 특징은 다음과 같다. 1) 무선 전파 리모콘과 유도 케이블에 의한 주행 유도장치를 개발하여 스피드 스프레이어에 장착한 결과 리모콘 조작방식과 주행 유도방식 모두 가능하였다. 2) 원격 조종은 주행 (전진, 후진), 조향, 3방향의 노즐 및 팬, 분무기, 주행정지 등 16종류의 조작이 가능하다. 3) 농업용 리모콘으로는 FSK방식보다 전송에러가 적은 DTMF방식이 우수하였으며, 농업용 특정 소전력 무선국이 필요하다고 생각된다. 4) 5개의 저임피던스 검출코일과 윈도우 컴퍼레이터 회로로 구성된 디지털식 케이블 유도 시스템은 2개의 검출코일에 유기 된 상대적 전압치로서 궤도를 수정하는 아날로그 검출방식보다 주행 성능이 우수하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
• /
• pp.264-271
• /
• 2006

Stay cables, such as used in cable-stayed bridges, are prone to vibration due to their low inherent damping characteristics. It has been reported that a semiactive control system using MR dampers could potentially achieve both the better performance compared to a passive control system and the adaptability with few of the detractions. However, a control system including a power supply, a controller and sensors is required to improve the control performance of MR dampers. This complicated control system is not effective to most of large civil structures such as long-span bridges and high-rise buildings. This paper proposes a smart damping system which consists of an MR damper and the electromagnetic induction (EMI) part that is considered as an external power source to the MR damper. The control performance of the proposed damping system has been compared with that of the passive-type control systems employing an MR damper and a linear viscous damper.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제20권10호
• /
• pp.82-93
• /
• 2006

본 논문에서는 인버터 구동 고압유도전동기 운전시 스위칭 서지로 인하여 고압유도 전동기 단자에서 발생하는 과도과전압을 저감하기 위한 필터로 인버터 출력단자에서 dv/dt를 저감하는 LCR 필터와 전동기 입력단자에서 케이블과 유도전동기 특성임피던스를 매칭시키는 RC필터에 대한 과도과전압 저감특성을 분석하였다. 이 필터를 고압에 대용량 유도전동기에 적합하도록 EMTP(ElectroMagnetic Transients Program)를 이용하여 모델링 및 케이블 영향에 의한 필터의 과도과전압 저감효과를 전압파형과 고조파 스펙트럼으로 비교분석하고, 이를 토대로 고압 대용량 유도전동기에 사용될 필터를 제시하였다. 인버터 스위칭 서지에 의한 과도과전압은 유도전동기 고정자 권선에 심각한 전압 스트레스를 발생시켜 절연파괴를 일으키는 주요원인이 된다. 이러한 과도과전압을 저감위한 필터설계는 고압유도전동기 시스템에서 필수적인 요소임을 보였다. 또한 제시된 필터는 과도과전압을 효과적으로 저감시키는 것을 EMTP 시뮬레이션을 통하여 입증하였다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신설비학회 2007년도 학술대회
• /
• pp.285-288
• /
• 2007

This article presents the change characteristics of induced noise whether the sheath layer of the cable is grounded or not. As what affects the induced noise, there are power influence or longitudinal transverse voltages and its weighted filtered voltage. The sheath ground is basicaly predicted to have the effects of alleviation on the power influence. But practically the effects may not happen in the case of common cable's sheath layer. Rather there are cases that the ground of sheath affects so that the noise level could increase. So we need to scrutinize the effects of the sheath gorund in the measures for the protection against electromagnetic induction by powerline or traction line system. And the evaluation of using the designated shielding purpose cable is needed.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제10권6호
• /
• pp.650-654
• /
• 2007

유도전동기는 전기차량의 주요 동력원으로 광범위하게 사용되고 있으며, 유도전동기의 속도제어에 펄스변조 방식을 이용한 인버터의 사용이 증가하고 있다. 본 논문에서는 유도전동기의 인버터 구동시 발생하는 과도전압에 대해 연구하였다. 전원 케이블의 길이에 따른 과도전압의 크기를 측정하였으며, 시간변화율과 운전주파수에 의한 영향을 분석하였다. 실험결과, 케이블의 길이가 길어짐에 따라 과도전압의 최대값이 증가하였으며 50m 케이블에서 과도전압의 크기는 최대 3.3PU까지 측정되었다. 이러한 현상은 진행파의 반사와 투과에 의해 발생하며, 유도전동기의 인버터 구동시 케이블의 길이에 따른 과도전압의 영향을 고려하여 유도전동기의 절연을 설계해야 할 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제37권4호
• /
• pp.443-458
• /
• 2011

An extensive numerical investigation on the magnetorheological (MR) damper-based smart passive control system for mitigating vibration of stay cables under wind loads has been conducted. The smart passive system is incorporated with an electromagnetic induction (EMI) device for reducing complexity of the conventional MR damper based semi-active control system by eliminating an external power supply part and a feedback control part (i.e., sensors and controller). In this study, the control performance of the smart passive system has been evaluated by using a cable structure model extracted from a full-scale long stay cable with high tension. Numerical simulation results of the proposed smart damping system are compared with those of the passive and semi-active control systems employing MR dampers. It is demonstrated from the results that the control performance of the smart passive control system is better than those of the passive control cases and comparable to those of the semi-active control systems in the forced vibration analysis as well as the free vibration analysis, even though there is no external power source in the smart passive system.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.351-358
• /
• 2003

본 논문에서는 IGBT PWM 인버터 구동 유도전동기 고정자 권선에서의 스위칭 써지전압 분포특성을 분석하였다. 고정자 권선의 턴 및 코일간의 전압분포를 해석하기 위하여 케이블을 포함한 유도전동기의 등가모델을 제안하고, 유한요소법을 이용하여 고주파 파라메타를 산출하였다 또한, 유도전동기, IGBT PWM 인버터 및 케이블등에 대한 전체 시스템의 EMTP 시뮬레이션을 통하여 인버터 상승시간, 케이블 길이 및 스위칭 주파수 등의 영향에 따른 전압분포를 분석하였다. 380[V], 50[HP] 유도전동기 고정자 권선을 대상으로 한 전압분포 특성실험을 통하여 인버터용 전동기 설치 및 과전압 억제용 필터 설계시의 유용한 자료를 제시하였다.

• KIEE International Transactions on Power Engineering
• /
• 제5A권1호
• /
• pp.22-30
• /
• 2005

The PWM inverter drive may cause an over voltage at the motor terminal, which imposes severe electric stresses on the inter-turn insulation of motor windings. Unlike low-voltage induction motors, high-voltage induction motors have a stator type of form-wound coil for insulation and are insulated to the slot and the coil. So, this paper presents a PWM 3-level inverter, H-Bridge cascaded 7-level inverter and High-voltage induction motor model. It then analyzes the voltage that generates at the input terminal of the high-voltage induction motor fed by each inverter. Also, in order to examine a factor that influences the switching surge voltage, this paper proposes the system equivalent model and performs the case studies using EMTP.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.453-460
• /
• 2006

Stay cables, such as used in cable-stayed bridges, are prone to vibration due to their low inherent damping characteristics. Recently some studies have shown that active and semiactive control system using MR damper can potentially achieve both higher performance levels than passive control system and adaptability with few of the detractions. However, a control system including a power supply, controller, and sensors is required to maximize the performance of the MR damper and this complicated control system is not effective to most of large civil structures. This paper proposes a smart complex damping system which consists of toggle system and MR dampers by introducing electromagnetic induction(EMI) system as an external power source to MR damper. The performance of the proposed damping device has been compared with that of the passive-type control systems employing a MR damper, a linear viscous damper, and EMI system.