• 전기의세계
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• 제20권3호
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• pp.17-26
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• 1971

An experimental design of magnetic amplifiers and their characteristics in steady state are presented. A saturable reactor model having 2KVA capacity was designed, using Z-10 grain-oriented silicon steel which is commonly used in power transformers. Experimental and theoretical analysis show that the experimental results are in good agreement with the equal ampere-turns law. In addition to the saturable reactor, the self-saturated magnetic amplifiers of 0.4VA and 5VA capacity, using 50% Ni-Fe alloy cores having rectangular hysteresis loops were designed. Control characteristic curves of these amplifiers show high ampere-turn gain enough to be used for voltage controllers under load and non-contact magnetic switches of the rated capacity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5513-5521
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• 2015

국내의 저밀도 지선 구간에 적용되고 있는 지상 설비들은 주요 노선과 유사하게 설치되고 운영됨에 따라 운영 효율성 측면에서 적합하지 않은 문제를 가지고 있다. 이에 따라 열차의 안전과 운영 효율성을 도모하기 위해 개발된 차상중심 열차제어시스템은 고가의 지상신호 제어장치 없이 안전한 운행이 가능하도록 한다. 이러한 차상중심 열차제어시스템은 차상제어시스템, 선로변제어시스템, 운행관리시스템으로 구성된다. 본 논문에서는 현장에 차상제어장치와 선로변제어장치를 설치하여 적합성 시험을 비롯하여 통신 및 인터페이스 시험 수행 내용을 기술한다. 설치 검사는 전원, 전압, 케이블 연결, LED 상태 확인 등을 포함한다. 이를 바탕으로 실제와 유사하게 선로전환기, 건널목차단기를 포함한 가상노선에서 다양한 시나리오에 따른 동적 운영 시험을 통해 개발된 시스템의 현장 적용성을 검증한다. 총 7가지 시나리오에 대하여 동적 운영 시험이 수행되었고, 각 시나리오별로 여러 번 시험을 반복하였다. 메인 프로세스 로그를 분석하여 동작별 경과 시간을 계산하였으며, 대부분 수 초 이내에 동작이 이루어짐을 확인하였다. 또한 공인기관 입회하의 현장시험을 통하여 개발된 시스템을 검증하였고 시험성적서를 발급받았다.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권3호
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• pp.294-303
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• 2011

In this paper an effective five-phase induction motor (IM) and its drive methods are proposed. Due to the additional degrees of freedom, the five-phase IM drive presents unique characteristics for enhancing the torque producing capability of the motor. Also the five-phase motor drives possess many other advantages when compared to traditional three-phase motor drives. Some of these advantages include, reducing the amplitude and increasing the frequency of the torque pulsation, reducing the amplitude of the current without increasing the voltage per phase and increasing the reliability. In order to maximize the torque per ampere, the proposed motor has concentrated winding, the produced back electromotive force (EMF) is almost trapezoidal, and the motor is supplied with the combined sinusoidal plus the third harmonic of the currents. For demonstrating the superior performance of the proposed five-phase IM, the motors are also analyzed on the synchronously rotating reference frame. To supply trapezoidal current waveform and to exclude the effect of the $3^{rd}$ harmonic current, a new control stratagem is proposed. The proposed control method is based on direct torque control (DTC) and rotor flux oriented control (RFOC) of the five-phase IM drives. It is able to reduce the acoustical noise, the torque, the flux, the current, and the speed pulsations during the steady state. The DTC transient merits are preserved, while a better quality steady-state performance is produced in the five phase motor drive for a wide speed range. Experimental results clearly demonstrated a more dynamic steady state performance with the proposed control system.

• 한국자기학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-17
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• 2017

다상 전동기는 기존의 3상 전동기와 비교하여 높은 신뢰성과 성능의 이점 때문에 고 신뢰성을 요하는 전장과 특수기기 분야에서 많은 관심을 갖고 있다. 본 연구에서는 다상 전동기들 중 5상 영구자석 동기 전동기를 이용하여 전동기 제어의 주요 변수인 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스를 수식을 통한 추정 방법을 다룬다. 최근 대부분의 고효율 구동 전동기들은 FOC(Field Orinted Control)와 DTC(Direct Torque Control) 제어를 이용하므로 전압 방정식에서 가장 중요한 인덕턴스를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 인덕턴스를 수식적으로 계산하기 위해서 본 연구에서는 WFT(Winding Function Theory)를 적용하였다. 계산된 인덕턴스의 결과 값의 타당성 유무를 확인하기 위하여 유한요소해석과 비교 하였으며 약 3%의 편차를 가지는 것을 확인하였다. 최종적으로 WFT를 이용하여 계산된 인덕턴스를 FOC와 DTC 제어에 필요한 값인 d축과 q축 인덕턴스로 변환하는 과정을 소개한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권4호
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• pp.1540-1551
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• 2015

The detection of position and speed in BLDC motors without using position sensors has meant many efforts for the last decades. The aim of this paper is to develop a sensorless technique for detecting the position and speed of BLDC motors, and to overcome the drawbacks of position sensor-based methods by improving the performance of traditional approaches oriented to motor phase voltage sensing. The position and speed information is obtained by computing the derivative of the terminal phase voltages regarding to a virtual neutral point. For starting-up the motor and implementing the algorithms of the detection technique, a FPGA board with a real-time processor is used. Also, a versatile hardware has been developed for driving BLDC motors through pulse width modulation (PWM) signals. Delta and wye winding motors have been considered for evaluating the performance of the designed hardware and software, and tests with and without load are performed. Experimental results for validating the detection technique were attained in the range 5-1500 rpm and 5-150 rpm under no-load and full-load conditions, respectively. Specifically, speed and position square errors lower than 3 rpm and between 10º-30º were obtained without load. In addition, the speed and position errors after full-load tests were around 1 rpm and between 10º-15º, respectively. These results provide the evidence that the developed technique allows to detect the position and speed of BLDC motors with low accuracy errors at starting-up and over a wide speed range, and reduce the influence of noise in position sensing, which suggest that it can be satisfactorily used as a reliable alternative to position sensors in precision applications.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.90-99
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• 2004

고도 정보화 사회의 발달과 함께 정보통신 설비는 빠른 전송속도를 필요로 하며, 지능형 산업설비와 행정, 금융, 교통시스템과 같은 사회시스템은 집적회로와 초소형 반도체로 구성되므로 원격감시, 조작에 의해 점차적으로 자동화 되어가고 있다. 이와 같은 현대의 초소형 전자회로는 뇌 서지에 의해 흔히 손상을 입을 수 있으며, 뇌 과전압으로부터 전자회로의 보호에 관심이 집중되고 있다. 본 논문은 일반주택에서 뇌 서지로부터 초소형 컴퓨터와 같은 전자기기의 효과적인 보호방법을 제안하기 위하여 전원계통의 접지방식에 따른 서지보호기의 보호효과를 실험적으로 분석하였다. 또한 서지보호기의 효과적인 설치방법을 조사하고 제안하였다. 기존의 설비에 추가적으로 서지보호기를 설치하는 것은 서지보호기까지의 긴 접속선으로 인한 인덕턴스 때문에 높은 잔류전압이 나타난다. 서지보호기의 설치에 있어 두 접속선을 꼬는 방법이 급격하게 상승하는 과도과전압에 매우 효과적이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.121-129
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• 2002

본 논문에서는 효과적인 접지그리드 설치기법에 대하여 기술하였으며, 낙뢰나 지락고장서지, 개폐서지 등으로 부터 인체의 감전보호나 컴퓨터를 비롯한 전기·전자기기의 보호를 위한 접지그리드의 시설 및 배치방법에 따른 실험적인 평가를 수행하였다. 접지그리드의 배치에 따른 대지표면전위경도의 분석과 위험전압으로 작용하는 대지 표면전위상승의 억제에 주안점을 두고 실험용 모델접지전극을 시설한 후 임 펄스전류를 인가하였다. 기존의 등간격 접지그리드의 결점을 보완하기 위해 접지그리드에 경사를 가지는 보조접지그리드를 시설하였으며, 보조접지그리드를 시설한 접지시스템에서는 인체나 전기·전자기기에 위험전압으로 작용하는 대지표면전위경도를 최대 50%이상 완화시키는 효과를 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.297.2-297.2
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• 2013

Scavenging electricity from wasteful energy resources is currently an important issue and piezoelectric nanogenerators (NGs) based on zinc oxide (ZnO) are promising energy harvesters that can be adapted to various portable, wearable, self-powered electronic devices. Although ZnO has several advantages for NGs, the piezoelectric semiconductor material ZnO generate an intrinsic piezoelectric potential of a few volts as a result of its mechanical deformation. As grown, ZnO is usually n-type, a property that was historically ascribed to native defects. Oxygen vacancies (Vo) that work as donors exist in ZnO thin film and usually screen some parts of the piezoelectric potential. Consequently, the ZnO NGs' piezoelectric power cannot reach to its theoretical value, and thus decreasing the effect from Vo is essential. In the present study, c-axis oriented insulator-like sputtered ZnO thin films were grown in various temperatures to fabricate an optimized nanogenerator (NGs). The purity and crystalinity of ZnO were investigated with photoluminescence (PL). Moreover, by introducing a p-type polymer usually used in organic solar cell, it was discussed how piezoelectric passivation effect works in ZnO thin films having different types of defects. Prepared ZnO thin films have both Zn vacancies (accepter like) and oxygen vacancies (donor like). It generates output voltage 20 time lager than n-type dominant semiconducting ZnO thin film without p-type polymer conjugating. The enhancement is due to the internal accepter like point defects, zinc vacancies (VZn). When the more VZn concentration increases, the more chances to prevent piezoelectric potential screening effects are occurred, consequently, the output voltage is enhanced. Moreover, by passivating remained effective oxygen vacancies by p-type polymers, we demonstrated further power enhancement.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.462-473
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• 1999

디지털 제어 방식으로 구동되는 모든 교류 전동기 벡터제어시스템의 근간을 이루는 전류 측정에 관한 문제를 다룬다. 일반적인 펄스폭 변조 방식 교류 전동기 구동 시스템에서 전동기 전류에 포함된 인버터 스위칭 노이즈를 없애기 위하여 저역 통과 필터를 사용하는데 이러한 필터는 필연적으로 측정된 신호의 시간 지연을 유발하게 된다. 따라서 샘플링한 전류값에는 기본파 성분 뿐만아니라 고조파 리플 성분이 포함된다. 본 논문에서는 3상 대칭 펄스폭 변조시 기준 전압 벡터의 위치에 다른 전류 샘플링 오차를 해석적으로 구하고 이러한 샘플링 오차를 최소화하기 위한 기법을 제안한다. 제안된 지연 보상 샘플링 기법을 사용하면 정상 상태 전류 측정 오차를 최소화할 수 있고 보다 정확한 토오크 제어가 가능하게 됨을 시뮬레이션과 실험을 통해 보였다.

• 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.