• Journal of Power Electronics
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• 제11권5호
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• pp.743-750
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• 2011

This article deals with the sensor-less control of a DC Motor via a SEPIC Converter-Full Bridge combination powered through solar panels. We simultaneously regulate, both, the output voltage of the SEPIC-converter to a value larger than the solar panel output voltage, and the shaft angular velocity, in any of the turning senses, so that it tracks a pre-specified constant reference. The main result of our proposed control scheme is an efficient linear controller obtained via Lyapunov. This controller is based on measurements of the converter currents and voltages, and the DC motor armature current. The control law is derived using an exact stabilization error dynamics model, from which a static linear passive feedback control law is derived. All values of the constant references are parameterized in terms of the equilibrium point of the multivariable system: the SEPIC converter desired output voltage, the solar panel output voltage at its Maximun Power Point (MPP), and the DC motor desired constant angular velocity. The switched control realization of the designed average continuous feedback control law is accomplished by means of a, discrete-valued, Pulse Width Modulation (PWM). Experimental results are presented demonstrating the viability of our proposal.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.169-180
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• 2019

Grid codes for grid-connected inverters are essential considerations for bulk grid systems. In particular, a low-voltage ride-through (LVRT) function, which can contribute to the grid system's stabilization with the occurrence of voltage sag, is required by such inverters. However, when the grid voltage is under zero-voltage condition due to a grid accident, a zero-voltage ride-through (ZVRT) function is required. Grid-connected inverters typically have phase-locked loop (PLL) control to synchronize the phase of the grid voltage with that of the inverter output. In this study, the LVRT regulations of Germany, the United States, and Japan are analyzed. Then, three major PLL methods of grid-connected single-phase inverters, namely, notch filter-PLL, dq-PLL using an active power filter, and second-order generalized integrator-PLL, are reviewed. The proposed PLL method, which controls inverter output under ZVRT condition, is suggested. The proposed PLL operates better than the three major PLL methods under ZVRT condition in the simulation and experimental tests.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.119-127
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• 2014

본 논문에서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 가속도센서를 위한 CMOS readout 회로를 설계하였다. 설계된 CMOS readout 회로는 MEMS 가속도 센서, 커패시턴스-전압 변환기(CVC), 그리고 2차 스위치드 커패시터 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기로 구성된다. 이들 회로에는 저주파 잡음과 오프셋을 감소시키기 위한 correlated-double-sampling(CDS)와 chopper-stabilization(CHS) 기법이 적용되었다. 설계 결과 CVC는 150mV/g의 민감도와 0.15%의 비선형성을 갖는다. 설계된 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기는 입력전압 진폭이 100mV가 증가할 때, 출력의 듀티 싸이클은 10%씩 증가하며, 0.45%의 비선형성을 갖는다. 전체 회로의 민감도는 150mV/g이며, 전력소모는 5.6mW이다. 제안된 회로는 CMOS 0.35um 공정을 이용하여 설계하였고, 공급 전압은 3.3V이며, 동작 주파수는 2MHz이다. 설계된 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $0.96mm{\times}0.85mm$이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.474-483
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• 2003

In this study, the dynamic characteristics of a catenary system and pantograph supplying electrical power to high-speed trains are investigated. One of the most important issues accompanied by increasing the speed of high-speed rail is stabilization of current collection. To stabilize current collection, it is necessary the contact force between the catenary and the pantograph to be kept continuous without loss of contact. The analytical model of a catenary and a pantograph is constructed to simulate the behavior of an actual system. The analysis of the catenary based on the Finite Element Method (FEM) is performed to develop a catenary model suitable for high speed operation. The reliability of the models is verified by the comparison of the excitation test with Fast Fourier Transform (FFT) data of the actual system. The static deflection of the catenary, stiffness variation in contact lines, dynamic response of the catenary undergoing constant moving load, contact force, and each state of the pantograph model were calculated. It is confirmed that a catenary and pantograph model are necessary for studying the dynamic behavior of the pantograph system.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.107-112
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• 2013

본 논문에서는 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 모듈의 속도 제어 및 온도 제어 기법을 제안한다. 지속적인 전력 수요의 증가에 따른 발전 설비 및 송 배전설비의 신규 건설이 요구되고 있으며, 전력수송설비의 신 증설로 전력수송로의 병목현상에 따른 문제점이 나타나고 있다. 따라서 기존설비의 이용률을 극대화하고, 신규건설 없이 송전용량을 증대시키는 방안이 연구 되고 있다. 기존의 정지형 무효전력 보상장치 제어 방식에서는 전원입력회로에서 전위 검출하여 SCR를 직접 스위칭 동작하게 되어 있어서 노이즈가 발생하게 된다. 제안한 방법은 SCR 양단의 전위차를 바탕으로 스위칭 제어하여 스위칭 속도가 향상되고 노이즈가 감소하게 된다. 또한 스위칭 속도 증가로 발생하는 발열을 실시간 온도 제어함으로 안정성을 향상하였다. 실제 실험 환경을 구성하여 제안한 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 속도 및 온도 제어를 실험하고, 실제 현장에서 성능을 검증하였다. 제안한 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 모듈을 통한 온도 제어를 실험하고, 실제 현장에서 성능을 검증하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제15권7호
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• pp.41-53
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• 2017

본 연구에서는 2011년 3월 발생한 동일본대지진 이후 스마트그리드에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 일본의 스마트그리드 정책 추진현황 및 문제점에 초점을 맞춰 살펴보았다. 분석 결과, 일본에서는 2011년 동일본대지진으로 인한 전력수급 문제를 계기로 신재생에너지의 고정가격매수제도가 도입되고, 나아가 신재생에너지로 생산된 전력을 거래하는 분산형 그린 전력매매 시장을 설립하는 등 에너지 위기와 환경문제를 동시 해결하는 하나의 솔루션으로서 스마트그리드 관련 프로젝트가 본격적으로 실행되었다. 그 결과 피크전력 억제 및 CO2 삭감효과, 신재생에너지원을 이용한 에너지 수급의 안정적 확보 등 가시적인 성과를 거두었다. 한편, 현행 일본의 스마트그리드 정책 운영상의 개선과제로는 전력계통 안정화 장치의 도입(송배전망의 광역적 운용이나 대형 축전지 도입 등), 스마트그리드 관련 자국기술의 국제표준, 추진 스마트 그리드의 보안성 강화 지원 등을 제시하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.171-178
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• 2008

본 논문에서는 압력예측기법과 직접 순시토크 제어기법을 통한 유압펌프용 SRM의 압력제어 구동시스템을 제안하였다. 일반적으로 유압 펌프 시스템은 유압센서의 응답성으로 인하여 제어시스템의 시지연이 비교적 길어지게 되며, 이러한 시간지연은 PI 또는 PID 제어 구조에서 장시간의 진동과 불안정화를 만들기 쉽다. 본 논문에서는 시간 지연문제를 해결하고 리플이 없는 압력제어를 위하여 스미스 예측기(simth predictor)를 통한 지연보상과 직접 순시토크제어기법(Direct Instantaneous Torque, 이하 DITC)을 적용하였다. 제안된 제어 방식은 펌프와 센서간의 기구적 문제에 의한 지연문제 해결과 안정성을 확보하고, 펌프 압력제어의 동특성을 향상시키며 전류(轉流, commutation) 구간에서 균일한 토크를 발생시켜 토크 리플을 억제하기 위함이다. 제안된 제어방식은 시뮬레이션과 실험을 통하여 효용성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.601_602
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• 2009

Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) system is one of the key technologies to overcome the voltage sag, swell, interruption and frequency fluctuation by fast response speed of current charge and discharge. In order to evaluate the characteristics of over mega joule class grid connected High Temperature Superconducting (HTS) SMES system, the authors proposed an algorithm by which the SMES coil could be connected to the Real Time Digital Simulator (RTDS). Using the proposed algorithm, users can perform the simulation of voltage sag and frequency stabilization with a real SMES coil in real time and easily change the capacity of SMES system as much as they need. To demonstrate the algorithm, real charge and discharge circuit and active load were manufactured and experimented. The results show that the current from real system was well amplified and applied to the current source of simulation circuit in real time.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.24-27
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• 2005

Development of a 600 kJ class Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) system is being in progress by Korea Electrotechnology Research Institute(KERI). High temperature superconducting (HTS) wires are going to be used for the windings for the SMES system is presented in this paper. We considered BSCCO-2223 wire for the HTS windings and the operating temperature of the winding was decided to be 20 K which will be accomplished by conduction cooling method using cyro-coolers. Auto-Tuning Niching Genetic Algorithm was adopted for an optimization method of the HTS magnets in the SMES system. The objective function of the optimal process was minimizing total amount of the HTS wire. As a result, we obtained output parameters for optimization design of 600 kJ class SMES under several constrained conditions. These HTS windings are going to be applied to the SMES system whose purpose is stabilization of the power grid.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제52권1호
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• pp.38-44
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• 2003

In this study, the balance beam control subsystem, new type of construction machinery using the mechanism of CMG (control moment gyro), for the attitude control of an unstructured object such as a beam carried by a tower crane, is designed and implemented. The balance beam controller consists of a wheel spinning at high speed and an outer gimbal for controlling the attitude of the wheel. Two motors, one for the wheel and the other for the gimbal, are used. Applying force to the spin axis of the wheel, as an input of the system, leads the torque about the axis because of the gyro effects. This torque is used to control the attitude of the unstructured object in this study. For the stabilizer function, in addition, holding the load at the current position, the attitude of the wheel is freed by cutting the power applied to the gimbal motor of the balance beam controller, which result in the braking force to stop the load by gyro effect. The works presented here include the mechanical system of the balance beam controller, the remote controller, the servo controller and the control software for the system. We also present experimental results to show that the system we proposed is useful as a new construction machinery which can control the attitude of the beam hanging from a tower crane.