• Tribology and Lubricants
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• 제33권2호
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• pp.65-70
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• 2017

In vertical hydro/hydraulic power turbine-generator applications, traditionally, cylindrical turbine guide bearings (TGBs) are widely used to provide turbine runner shafts with smooth rotation guides and supports. All existing cylindrical TGBs with simple plain pads have drawbacks such as having no pressure generation and film stiffness at the no-load condition and in addition, at the low-load/low-eccentricity condition, having very low film stiffness values and lacking design credibility in the stiffness values themselves. In this paper, in order to fundamentally improve the low-load/low-eccentricity performance of conventional cylindrical TGBs and thus enhance their design-application availability and usefulness, we propose to introduce a rotation-directional leading-edge taper to each partitioned pad, i.e., a pad leading-edge taper. We perform a design analysis of lubrication performance on $4-Pad{\times}4-Row$ cylindrical TGBs to verify an engineering/technical usefulness of the proposed pad leading-edge taper. Analysis results show that by introducing the leading-edge taper to each pad of the cylindrical TGB one can expect a constant high average direct stiffness with a high degree of design credibility, regardless of load value, even at the low-load/low-eccentricity condition and also control the average direct stiffness value by exploring the taper height as a design parameter. Therefore, we conclude that the proposed pad leading-edge tapers are greatly effective in more accurately predicting and controlling rotordynamic characteristics of vertical hydro-power turbine-generator rotor-bearing systems to which cylindrical TGBs are applied.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.443-448
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• 2010

가스발생기 사이클 액체로켓엔진에서 추진제의 공급압력 변화에 대한 성능 즉, 연소압, 터빈 파워, 엔진 혼합비, 가스발생기 연소가스의 온도 변화를 제시하였다. 로켓엔진의 주요 13개 시스템 레벨 변수를 이용하여 엔진 성능을 수치적으로 계산한다. 산화제 공급압이 증가하면 연소압과 터빈 파워는 증가하며 연료 공급압이 증가하면 연소압과 터빈 파워가 감소한다. 연료 유량 증가에 따라 감소된 가스 발생기의 혼합비는 연소가스 온도를 감소시키며 터빈 구동매질로서의 연소가스 물성을 저하시킨다. 연료 유량 증가에 따라 감소된 터빈 파워는 엔진 추력에 직접 영향을 미치는 주연소기의 연소압을 감소 시킨다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1147-1154
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• 2012

본 논문에서는 풍력발전기의 회전속도와 출력을 제어하기 위한 블레이드 피치 제어기 및 발전기 토크 제어 기법을 제시하고 비선형 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다. 회전속도 오차 및 출력오차를 이용한 양한정 함수를 정의하고 리아프노프 안정성 이론을 적용하여 정적 피치 제어기와 동적 토크 제어기를 설계하고, 제어기 설계 모델과 실제 적용 모델간의 차이를 보상할 수 있도록 시뮬레이션 기반 최적화를 이용하여 설계 인자 값을 결정하였다. 풍력발전기 제어기 설계에 가장 많이 사용되는 동력 전달계 모델을 기반으로 제어기 설계 절차를 예시하였고, 대표적으로 사용되는 비례-적분-미분 제어 및 최대 출력점 추종 토크 제어기와 성능 비교를 통하여 제안된 제어 설계 기법의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2011

본 연구에서는 풍력발전시스템의 다양한 특성들을 고려한 DFIG풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터를 개발하였다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 이중여자 유도발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back-to-Back컨버터로 구성되었다. 특히 풍력터빈 시뮬레이터는 풍속계를 이용하여 실시간으로 풍속을 측정하고 측정된 바람으로 블레이드의 특성을 모의하였다. DFIG풍력발전 시뮬레이터에서 생산되는 전력은 MPPT제어를 수행하는 MSC(Machine Side Converter)와 DC link전압을 일정하게 제어하는 GSC(Grid Side Converter)에 의해 계통에 연계되어 운전한다. 제안하는 시스템은 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 축소모형실험을 통해서 성능을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1679-1681
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• 2004

Class-F and B resin-rich type insulating tapes are generally used for the ground wall insulations of respective air-cooled and water-cooled stator windings in larger turbine generators. In this paper, their electrical properties coupled with aging times in higher temperature than designed one in normal condition were experimentally investigated and the results of two comparative tests were presented on the existing class-F resin-rich type tape and a developed one after curing. The resin-rich tapes currently used arc composed of six and a half 3-layer sheets that arc structured with mica paper, the top and bottom supports of it respectively, and the epoxy resin to bind them tightly. The results for breakdown voltage and strength on the cured specimens were presented, which were composed of the unaged, the aged accelerated for one, two, and three thousand hours at 180 $^{\circ}C$. The surface and volume resistivities on them were measured and the results are also presented to make a comparative test for the initial electrical characteristics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1676-1678
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• 2004

Class-F resin-rich type insulating tapes are generally used for the groundwall insulations of the large turbine generators with air-cooled and hydrogen-cooled stator windings. In this paper, mechanical strength properties degraded over aging time in higher temperature than designed one in normal condition were experimentally investigated and the results of comparative tests were presented on the existing class-F resin-rich type tape and a developed one after curing. The resin-rich insulating tapes with composite material of Mica/Epoxy/support currently were used in this test. The tests for tensile and flexural strength properties were conducted with the specimens which were composed of unaged and the aged specimens accelerated for one, two, and three thousand hours at 180 $^{\circ}C$. The tensional strength was only measured for the unaged specimens and the results are also presented to make a comparative test for their initial mechanical characteristics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1320-1325
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• 1995

For hydrogen-cooled large turbine generators, partial discharges in ground wall insulations are suppressed by high hydrogen pressure. The first goal of the experiment is to investigate the effect of hydrogen pressure on partial discharge activity and aging rate in turbine generator winding insulations. A series of tests have been performed on two groups of the accelerated aging experiments. The first group of stator windings was aged under hydrogen pressure of 4 atm while the second group of stator windings was aged under air atmosphere. The stator windings aged under air atmosphere suffer from larger partial discharge magnitude with larger voids at high electrical stress than those under hydrogen pressure. The second goal of the experiment is to evaluate the validity of on-line measurement technique which is normally measured under hydrogen environment. The test results show that further experiments are needed to apply the on-line scheme to turbine generator being under high hydrogen pressure.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권4호
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• pp.801-809
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• 2016

The electrically excited synchronous generator (EESG) is applied in wind turbine systems recently. In an EESG control system, electrical torque is affected by stator flux and rotor current. So the control system is more complicated than that of the permanent-magnet synchronous generator (PMSG). Thus, the higher demanding of the control system is required especially in case of wind turbine mechanical resonance. In this paper, the mechanism of rotor speed resonant phenomenon is introduced from the viewpoint of mechanics firstly, and the characteristics of an effective damping torque are illustrated through system eigenvalues analysis. Considering the variables are tightly coupled, the four-order small signal equation for torque is derived considering stator and rotor control systems with regulators, and the bode plot of the closed loop transfer function is analyzed. According to the four-order mathematical equation, the stator flux, stator current, and electrical torque responses are derived by torque reference step and ramp in MATLAB from a pure mathematical deduction, which is identical with the responses in PSCAD/EMTDC simulation results. At last, the simulation studies are carried out in PSCAD software package to verify the resonant damping control strategy used in the EESG wind turbine system.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권12호
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• pp.25-34
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• 2006

본 논문에서는 풍력 발전시스템의 피치 제어 알고리즘 설계 기법을 검토하고 비선형 시뮬레이션을 수행한 결과를 제시한다. 풍력 발전시스템을 다몸체 시스템으로 간주하고 로터 블레이드에 작용하는 공력 및 토크 계산을 위해 블레이드 요소 및 모멘텀 이론을 근거로 공력 모델링을 수행하였다. 제어기 설계를 위해, 풍력 발전시스템은 서로 상대적으로 구속한 체 운동하는 1 자유도 시스템으로 가정하여 선형 방정식을 수립하고, 로터 회전속도를 제어하기 위해 PID 제어기를 설계하였다. FORTRAN 언어를 기반으로 작성된 비선형 시뮬레이터 WINSIM을 이용하여 다양한 풍속 시나리오와 운전 방식에서 제어기의 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.202-209
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• 2008

풍력발전시스템의 실제 운용을 위해서는 성능 예측, 피치 제어, 운용 기법 최적화 등에 관한 연구가 필요하다. 최근에는 새로운 형태의 이중 로터 풍력발전시스템이 개발되어 시험 운전 중에 있다. 이 풍력발전시스템의 특징은 upwind와 downwind 형태의 두개의 로터 시스템이 수평으로 결합되어 있으며, 발전기는 타워 안쪽에 수직으로 설치되어 있다는 점이다. 본 논문에서는 이러한 새로운 형식의 풍력발전시스템의 성능 예측 및 제어 시스템 실험을 위한 시뮬레이션 소프트웨어를 소개하고자 한다. 특히 이 소프트웨어는 FORTRAN과 Matlab/Simulink를 이용하여 계산의 신속성 및 사용자 편의 제공을 고려하여 개발되었다.