• 제목/요약/키워드: Single-phase motor

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고정자와 회전자의 스큐에 따른 단상 SRM의 소음/진동 특성 분석 (Noise/Vibration Analysis of a Single-Phase SRM with Skewed Stator and Rotor)

  • 김현철;양형열;임영철;정대원
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.15-16
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    • 2010
  • 본 논문에서는 최소의 진동/소음을 가지는 SRM을 설계하기 위하여 고정자와 회전자의 Skew에 따른 단상 6/6 SRM의 소음/진동 특성을 비교, 분석하였다. SRM(Switched Reluctance Motor)에 발생하는 소음/진동의 주 원인은 모터 구동 시 Yoke 에 발생하는 방사방향 힘의 변화라고 할 수 있다. Yoke에 작용하는 힘은 돌극이 위치한 곳에 집중되므로 더욱 큰 진동을 유발하지만 회전자와 고정자에 동일한 Skew를 적용시키면 힘을 받는 Yoke의 면적은 늘어나게 되고, 따라서 방사방향의 힘을 요크 전체로 분산 시킬 수 있다. 이에 따라 스위치 온, 오프시 요크에 인가되는 방사방향의 힘의 최대치는 감소하게 되어 진동/소음이 현저히 줄어들게 된다. 본 논문에서는 최소의 진동/소음을 가지는 SRM을 설계하기 위하여 시뮬레이션을 통하여 회전자와 고정자의 스큐 각도에 따른 힘의 분포를 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 하여 대표적인 특성을 가진 $0^{\circ}$, $18^{\circ}$의 SRM을 설계하여 소음/진동을 측정한 결과 제안한 방식이 소음/진동을 현저하게 감소시키는 효과를 가짐을 입증하였다.

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단상유도전동기의 효율 개선을 위한 강화코일 개발에 관한 실험적 연구 (A experimental Study on the Reinforced Coil Development for the Efficiency Improvement of a Single Phase Induction Motor)

  • 이종명;김남호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.78-84
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    • 2010
  • 단상유도전동기의 효율을 높이기 위한 강화 코일형(RC형)을 개발하여 기존의 코일과 비교하였을 때, 코일의 길이, 굵기, 종류 등이 같은 동일조건에서 전류를 흘려 자속을 발생시키는 코일은 (1) 전체자속발생량이 증가하고, (2) 자속의 공간분포가 정현파에 가깝고, (3) 자속흐름이 고유방향성을 유지할 때, 코일을 내장한 시스템의 성능이 개선된다. 강화코일(RC: Reinforced Coil)은 코일의 원래영역을 갖는 바깥코일(OC: Outer Coil)과 중앙부위 자속을 강화하기 위한 안쪽코일(IC: Inner Coil)을 매턴마다 양방향으로 원점대칭이 되도록 결합함으로써 정현근접성은 물론 영역친근성을 높여 고유방향성을 동시에 구현할 수 있다. 따라서 강화코일형(RC형)은 코일 좌우의 자속량과 중앙부위의 자속량이 정현파에 가깝도록 순수 바깥코일(OC)과 강화코일(RC)의 적정 턴수를 직렬 연결함으로써 얻어진다. 강화코일을 단상유도전동기에 적용하여 효율을 높일 수 있는 유용성에 대한 것을 실험을 통하여 확인하였다.

인덱스 및 증분형 PWM 타입을 이용한 저가형 위치센서에 관한 연구 (The Study on Low-cost Position Sensor Using Index and Increment PWM)

  • 김영수;권순재
    • 동력기계공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.27-33
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    • 2016
  • BLDC motors have the strong point of allowing high-efficiency operation, yet with the weak point of requiring position information for operation. Moreover, there have recently been frequent cases where the product differentiation of even a cheap BLDC motor demanded a high level of control performance similar to that of a controller using a high-precision position sensor. This paper proposes low cost position sensor that enables the acquisition of rotor position information based on index and incremental PWM, using a single position sensor instead of an expensive incremental encoder or a cheap 3 phase hall sensor. The characteristic of the proposed encoder is that index information at every $60^{\circ}$ of electrical angle is inscribed on the encoder disk, as well as a multiple number of values representing information about PWM, which is obtained by modulating information about the electrical angle of the rotor that has the resolution of $60^{\circ}$. Such a method has the characteristic of enabling the acquisition of high-precision position information based on the information about a multiple number of PWM waveforms and counter values that have all been inscribed on the encoder disk for each $60^{\circ}$ range. The feasibility of the proposed new encoder was verified by fabricating a prototype encoder generating 240 pulses, followed by confirming its performance using Micom's capture and software counter functions.

풀 브릿지 인버터의 비선형성을 고려한 단상 영구자석 동기 전동기의 구형파 전압 주입 기동 기법 (Square Wave Voltage Injection Starting Method of SP-PMSM Considering Nonlinearity of Full-bridge Inverter)

  • 유상민;황선환;이기창
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.93-98
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    • 2022
  • 본 논문에서는 풀 브릿지 인버터의 비선형성을 고려한 단상 영구자석 동기 전동기의 오픈 루프 기동성을 개선하기 위한 구형파 전압 주입 기법을 제안한다. 일반적으로 단상 영구자석 동기 전동기는 3상 교류기와 달리 풀 브릿지 인버터를 채택하고 있으며 대칭 공극으로 자기 회로를 설계할 경우, 영토크 지점의 특정 위치에서 기동이 불가능할 수 있기에 비대칭 공극 설계가 요구된다. 이러한 단상 영구자석 동기 전동기의 구동 특성상 센서리스 운전 모드의 오픈 루프 제어시 기동 실패의 가능성이 상당히 높다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 인버터의 비선형성을 고려한 구형파 전압을 인가하여 기동 성능을 개선하는 기법을 제안하고자 한다. 제안한 알고리즘은 다수의 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

상호작용식 메트로놈(Interactive Metronome) 훈련이 주의력결핍 과잉행동장애 아동의 자세조절과 글씨쓰기 수행에 미치는 영향: 단일사례연구 (Effect of Interactive Metronome Training on Postural Control and Hand Writing Performance of Children With Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD): Single Subject Research)

  • 박민경;김희
    • 대한감각통합치료학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.14-24
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    • 2018
  • 목적 : 본 연구는 Attention Deficit Hyperactivity Disorder(ADHD) 아동에게 시행한 상호작용식 메트로놈(Interactive Metronome; IM) 중재가 자세조절과 글씨쓰기에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 연구방법 : 본 연구는 ADHD로 진단받은 초등학교 3학년 아동 1명을 대상으로 시행하였다. 개별실험 연구방법 중에서 ABA 설계를 사용하였고, 총 30회기로 매주 3회기 씩 총 10주 진행하였다. 기초선과 재기초선 기간에는 글씨쓰기 과제의 측정만 실시하였고, 중재기 동안에 IM 훈련을 40~50분간 실시하고 난 후에 글씨쓰기의 명료도와 속도를 평가하였다. 기초선을 시작하기 전과 재기초선이 끝나고 한 달 이내에 Clinical Observation of Motor and Postural Skills(COMPS)를 실시하여 자세조절의 변화를 알아보았다. 결과 : IM 중재를 시행한 후 대상자의 자세조절 변화는 하위항목 중 슬로모션, 손가락-코 운동, 비대칭 경반사의 점수가 향상되었고, 글씨쓰기 명료도와 속도는 중재 기간 동안 상승하는 경향을 보였으나 유의하게 변화되지 않았다. 결론 : 본 연구를 통해 ADHD 아동을 대상으로 한 IM 훈련의 중재가 자세조절과 글씨쓰기 수행능력을 향상시키는데 긍정적인 효과를 확인할 수 있었고, 향후 연구에 새로운 방향에 접근할 수 있는 기회를 제공하였다는 근거로 사용될 수 있을 것이다.

Control and Analysis of an Integrated Bidirectional DC/AC and DC/DC Converters for Plug-In Hybrid Electric Vehicle Applications

  • Hegazy, Omar;Van Mierlo, Joeri;Lataire, Philippe
    • Journal of Power Electronics
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    • 제11권4호
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    • pp.408-417
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    • 2011
  • The plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) are specialized hybrid electric vehicles that have the potential to obtain enough energy for average daily commuting from batteries. The PHEV battery would be recharged from the power grid at home or at work and would thus allow for a reduction in the overall fuel consumption. This paper proposes an integrated power electronics interface for PHEVs, which consists of a novel Eight-Switch Inverter (ESI) and an interleaved DC/DC converter, in order to reduce the cost, the mass and the size of the power electronics unit (PEU) with high performance at any operating mode. In the proposed configuration, a novel Eight-Switch Inverter (ESI) is able to function as a bidirectional single-phase AC/DC battery charger/ vehicle to grid (V2G) and to transfer electrical energy between the DC-link (connected to the battery) and the electric traction system as DC/AC inverter. In addition, a bidirectional-interleaved DC/DC converter with dual-loop controller is proposed for interfacing the ESI to a low-voltage battery pack in order to minimize the ripple of the battery current and to improve the efficiency of the DC system with lower inductor size. To validate the performance of the proposed configuration, the indirect field-oriented control (IFOC) based on particle swarm optimization (PSO) is proposed to optimize the efficiency of the AC drive system in PHEVs. The maximum efficiency of the motor is obtained by the evaluation of optimal rotor flux at any operating point, where the PSO is applied to evaluate the optimal flux. Moreover, an improved AC/DC controller based Proportional-Resonant Control (PRC) is proposed in order to reduce the THD of the input current in charger/V2G modes. The proposed configuration is analyzed and its performance is validated using simulated results obtained in MATLAB/ SIMULINK. Furthermore, it is experimentally validated with results obtained from the prototypes that have been developed and built in the laboratory based on TMS320F2808 DSP.

Recent research activities on hybrid rocket in Japan

  • Harunori, Nagata
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1-2
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    • 2011
  • Hybrid rockets have lately attracted attention as a strong candidate of small, low cost, safe and reliable launch vehicles. A significant topic is that the first commercially sponsored space ship, SpaceShipOne vehicle chose a hybrid rocket. The main factors for the choice were safety of operation, system cost, quick turnaround, and thrust termination. In Japan, five universities including Hokkaido University and three private companies organized "Hybrid Rocket Research Group" from 1998 to 2002. Their main purpose was to downsize the cost and scale of rocket experiments. In 2002, UNISEC (University Space Engineering Consortium) and HASTIC (Hokkaido Aerospace Science and Technology Incubation Center) took over the educational and R&D rocket activities respectively and the research group dissolved. In 2008, JAXA/ISAS and eleven universities formed "Hybrid Rocket Research Working Group" as a subcommittee of the Steering Committee for Space Engineering in ISAS. Their goal is to demonstrate technical feasibility of lowcost and high frequency launches of nano/micro satellites into sun-synchronous orbits. Hybrid rockets use a combination of solid and liquid propellants. Usually the fuel is in a solid phase. A serious problem of hybrid rockets is the low regression rate of the solid fuel. In single port hybrids the low regression rate below 1 mm/s causes large L/D exceeding a hundred and small fuel loading ratio falling below 0.3. Multi-port hybrids are a typical solution to solve this problem. However, this solution is not the mainstream in Japan. Another approach is to use high regression rate fuels. For example, a fuel regression rate of 4 mm/s decreases L/D to around 10 and increases the loading ratio to around 0.75. Liquefying fuels such as paraffins are strong candidates for high regression fuels and subject of active research in Japan too. Nakagawa et al. in Tokai University employed EVA (Ethylene Vinyl Acetate) to modify viscosity of paraffin based fuels and investigated the effect of viscosity on regression rates. Wada et al. in Akita University employed LTP (Low melting ThermoPlastic) as another candidate of liquefying fuels and demonstrated high regression rates comparable to paraffin fuels. Hori et al. in JAXA/ISAS employed glycidylazide-poly(ethylene glycol) (GAP-PEG) copolymers as high regression rate fuels and modified the combustion characteristics by changing the PEG mixing ratio. Regression rate improvement by changing internal ballistics is another stream of research. The author proposed a new fuel configuration named "CAMUI" in 1998. CAMUI comes from an abbreviation of "cascaded multistage impinging-jet" meaning the distinctive flow field. A CAMUI type fuel grain consists of several cylindrical fuel blocks with two ports in axial direction. The port alignment shifts 90 degrees with each other to make jets out of ports impinge on the upstream end face of the downstream fuel block, resulting in intense heat transfer to the fuel. Yuasa et al. in Tokyo Metropolitan University employed swirling injection method and improved regression rates more than three times higher. However, regression rate distribution along the axis is not uniform due to the decay of the swirl strength. Aso et al. in Kyushu University employed multi-swirl injection to solve this problem. Combinations of swirling injection and paraffin based fuel have been tried and some results show very high regression rates exceeding ten times of conventional one. High fuel regression rates by new fuel, new internal ballistics, or combination of them require faster fuel-oxidizer mixing to maintain combustion efficiency. Nakagawa et al. succeeded to improve combustion efficiency of a paraffin-based fuel from 77% to 96% by a baffle plate. Another effective approach some researchers are trying is to use an aft-chamber to increase residence time. Better understanding of the new flow fields is necessary to reveal basic mechanisms of regression enhancement. Yuasa et al. visualized the combustion field in a swirling injection type motor. Nakagawa et al. observed boundary layer combustion of wax-based fuels. To understand detailed flow structures in swirling flow type hybrids, Sawada et al. (Tohoku Univ.), Teramoto et al. (Univ. of Tokyo), Shimada et al. (ISAS), and Tsuboi et al. (Kyushu Inst. Tech.) are trying to simulate the flow field numerically. Main challenges are turbulent reaction, stiffness due to low Mach number flow, fuel regression model, and other non-steady phenomena. Oshima et al. in Hokkaido University simulated CAMUI type flow fields and discussed correspondence relation between regression distribution of a burning surface and the vortex structure over the surface.

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