• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1183-1189
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• 2015

본 연구는 풍력발전기용 동력 전달부품의 테이퍼 연결장치 설계에 관한 것이다. 요구되는 전달토크의 크기, 동력을 전달하는 축의 직경, 테이퍼 링의 접촉면적 그리고 압축 면압을 부과하기 위한 볼트의 체결력 등이 테이퍼 연결장치 설계의 주요 변수이다. 테이퍼 연결의 계산은 축대칭 평면 변형률 조건의 복합링 구조로 가정하여 응력과 변형량을 계산 하였다. 축에 작용하는 면압은 요구 전달동력을 이용하여 계산하였고, 보강링에 작용하는 면압은 축과 허브의 변형량 일치 조건을 이용하여 계산하는 방법을 제안하였다. 복합링의 수식으로 구한 반경방향의 변형량으로 테이퍼 각도를 고려한 축방향 습동거리를 계산하였다. 수식으로 구한 응력과 상대습동거리의 타당성을 검증하기 위하여 유한요소해석을 수행하였으며 축방향의 하중이 발생하는 테이퍼면에서 원주방향의 응력이 최대 10% 수준의 오차를 보이고 있으나 그 외 응력분포와 상대습동거리는 수식적인 방법과 해석적인 방법이 일치함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.561-568
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• 2020

본 논문에서는 상용코드인 ANSYS CFX를 통한 해양레저 스포츠 및 야외 활동 시 사용 가능한 휴대용 수평축 수차의 유입유속(U) 및 주속비(TSR, Tip Speed Ratio) 변화에 따른 성능해석을 수행하였으며, 해석결과 및 유동장 분석을 통해 설계에 대한 검토 및 장치의 성능을 확인하였다. 또한, 추가적으로 블레이드의 피치각도(α_pitch) 변화에 따른 성능해석을 통해 수차의 성능개선에 필요한 데이터를 획득하고자 하였다. 본 논문의 연구 결과 수치해석 케이스 중 주속비 4인 경우, 모든 유입속도 및 블레이드 피치 각도에서 가장 높은 성능을 보였으며, 설계 유속 이하의 일부 조건에서도 설계 출력인 30 W 이상의 출력을 보였다. 그리고 수치해석 케이스 중 가장 높은 출력과 출력계수는 유입유속 1.5 m/s, 블레이드 피치 각도 3°, 주속비 4에서 보였으며, 출력 약 85 W, 출력계수 약 0.30이었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.981-982
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• 2011

This paper discusses design aspects of slotless permanent magnet generator for high performance and low speed applications. The airgap flux density in was obtained from finite element analysis and the design of a PM generator. The relatively large diameter stator laminations of such machines tend, therefore, to have a very thin back of core and narrow teeth, which make them expensive and difficult to manufacture. this thesis proposes an alternative PM generator topology featuring a slotless stator whose laminations are manufactured from a split core. The test results with a resistive load confirm the satisfactory operation of generator.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.447-448
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• 2011

본 논문은 영구 자석형 동기 발전기(PMSG)를 사용하는 소형풍력발전기의 고조파 제거 및 단위 역률 효과를 갖는 AC-DC 컨버터에 관한 내용이다. 가변속도로 제어되는 풍력발전기는 입력전압 및 전류에 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 제안된 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 정류기 형태로 인덕터 전류가 불연속모드(DCM)로 동작되며, 입력전류의 고조파를 제거하여 단위 역률을 갖는 단상 220V, 3kW의 소형풍력발전기용 컨버터이다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1590-1595
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• 2013

In this paper, the design for an electromagnetic structure and reduction cogging torque of a dual generator structured RFPM generator, which is a combination of the inner- and outer-rotor types, has been proposed. We call this a dual generator radial flux permanent magnet generator. To reduce the cogging torque, firstly, stator tooth pairing was designed; secondly, stator displacement was designed and finally, stator tooth pairing and stator displacement were carried out simultaneously. We found the optimal design condition about stator tooth pairing angle combination and stator displacement angle for cogging torque minimization. As a result, a cogging was reduced by 93.3[%] by this study.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.145-146
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• 2015

도심형 소형풍력발전기의 효율 및 기동특성을 향상시키기 위한 무철심형 AFPM 발전기를 설계하였다. 기존에 주로 사용되었던 수평축 발전기보다는 효율 및 발열과 소형화에 유리한 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 발전기가 적합하고, AFPM 발전기는 단위 무게당 출력이 크고 고에너지 밀도를 갖도록 설계가 가능하며 발전기의 효율적인 냉각 및 Slim형으로 제작이 가능하다. 본 논문에서는 도시형 풍력발전시스템에 적합한 풍력발전기 개발을 위한 무철심형(Coreless) AFPM 발전기의 설계와 및 전자기적 성능해석을 통하여 본 설계의 유효성을 확인하고 이를 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.472-473
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• 2014

본 논문에서는 직렬운전 소형풍력발전시스템의 해석 방법과 최대 파워를 추종하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)기법을 제안한다. 소형풍력 발전시스템은 개별 발전기에서 생성되는 역기전력이 낮아 배터리 충전과 같은 독립적인 부하에 전원을 공급하는 용도로 쓰이나 발전기를 N개 직렬연결하면 계통연계가 가능하다. 일반적인 풍력발전 시스템에서의 블레이드 출력은 출력 계수($C_p$) 곡선의 형태에 의해서 결정되고, 출력계수 곡선은 주속비(${\lambda}$)의 함수로 표현된다. N개의 발전기를 직렬연결 하는 경우 각기 다른 풍속에 대하여 출력파워 해석이 곤란하므로, 직렬 운전 시 발전기토크를 기준으로 한 해석과 이에 적합한 MPPT 방법을 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.437-438
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• 2012

대부분 소형풍력발전은 운전 범위 이상이 될 경우 시스템 보호를 위해 Dump Load 방식 또는 전기자 반작용을 사용하며 순간 단락 시 돌발 단락 전류에 의해 풍력 발전기의 기계적 손상이 발생 된다. 본 논문에서는 ATmega 128을 이용한 PWM의 제어 방식 적용하여 돌발 단락 전류 억제하는 시스템을 구성 하고자 한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권3호
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• pp.379-390
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• 2019

In this research, we propose an energy harvesting structure with a flexible blade element vibrating at its first mode to maximize the power output of the piezoelectric material. For this purpose, a piezoelectric patch was attached on the blade element used in a small-scale wind turbine, and air load was applied with a suitable angle of attack in the stall zone. The aerodynamic load created by air excitation vibrates the blade element in its first natural frequency and maximizes the voltage output of the piezoelectric patch. The variation of power outputs with respect to electrical resistance, air speed, and extra mass is experimentally investigated for various cases. An analytical model is constituted using a single-mode blade element with piezoelectric patch dynamics, and the power outputs of the obtained model are compared with experimental results.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제20권4호
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• pp.54-63
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• 2023

High and intermittent loading cycles induce fatigue damage to transmission components, resulting in premature gearbox failure. To identify gearbox defects, numerous vibration-based diagnostics techniques, using several artificial intelligence (AI) algorithms, have recently been presented. In this paper, an optimized deep belief network (DBN) model for gearbox problem diagnosis was designed based on time-frequency visual pattern identification. To optimize the hyperparameters of the model, a particle swarm optimization (PSO) approach was integrated into the DBN. The proposed model was tested on two gearbox datasets: a wind turbine gearbox and an experimental gearbox. The optimized DBN model demonstrated strong and robust performance in classification accuracy. In addition, the accuracy of the generated datasets was compared using traditional ML and DL algorithms. Furthermore, the proposed model was evaluated on different partitions of the dataset. The results showed that, even with a small amount of sample data, the optimized DBN model achieved high accuracy in diagnosis.