The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers A
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v.49
no.4
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pp.168-176
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2000
This paper presents the Hessenberg method, a new sparsity-based small signal stability analysis program for large interconnected power systems. The Hessenberg method as well as the Arnoldi method computes the partial eigen-solution of large systems. However, the Hessenberg method with pivoting is numerically very stable comparable to the Householder method and thus re-orthogonalization of the krylov vectors is not required. The fractional transformation with a complex shift is used to compute the modes around the shift point. If only the dominant electromechanical oscillation modes are of concern, the modes can be computed fast with the shift point determined by Fourier transforming the time simulation results for transient stability analysis, if available. The program has been successfully tested on the New England 10-machine 39-bus system and Korea Electric Power Co. (KEPCO) system in the year of 2000, which is comprised of 791-bus, 1575-branch, and 215-machines. The method is so efficient that CPU time for computing five eigenvalues of the KEPCO system is 3.4 sec by a PC with 400 MHz Pentium IIprocessor.
The mechanical, electrical and thermal characteristics of insulating materials may significantly affect the performance and reliability of electrical devices using superconductors. General method to provide insulating layer between coated conductors is wrapping coated conductor with Kapton tape. But uniform and compact wrapping without failure or delamination in whole coverage for long length conductor is not a simple task and need careful control. Coating of insulating layer directly on coated conductor is desirable for providing compact insulating layer rather than wrapping insulating layers around conductor. Ceramic added polymer has been widely used as an insulating material for electric machine because of its good electrical insulating properties as well as excellent heat resistance and fairy good mechanical properties. The insulating layer of coated conductor should have high breakdown voltage and possesses suitable mechanical strength and maintain adhesiveness at the cryogenic temperature where it is used and withstand stress from thermal cycling. The insulating and mechanical properties of polymer can be improved by adding functional filler. In this study, insulating layer has been made by adding ceramic particles such as $SiO_2$ to a polymer resin. The size, amount and morphology of added ceramic powder was controlled and their effect on dielectric property of the final composite was measured and discussed for optimum composite fabrication.
Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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v.18
no.1
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pp.36-41
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2009
This paper presents the development of a micro punching system with modified cymbal mechanism. To realize the micro punching, we introduced the hybrid system with a macro moving part and micro punching part. The macro moving part consists of a ball screw, a linear guide and the micro step motor and micro punching part includes the PZT actuators and displacement amplification device with modified cymbal mechanism. The PZT actuator is capable of producing very large force, but they provide only limited displacements which are several micro meters. Thus the displacement amplification device is necessary to make those actuators more efficient and useful. For this purpose, a cymbal mechanism in series is proposed. The finite element method was used to design the cymbal mechanism and to analyze the mode shape of the one. The displacement and mode shape error between the FEM results and experiments are within 10%. A considerable design effort has been focused on optimizing the flexure hinge to increase the output displacement and punching force.
Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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v.17
no.2
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pp.110-113
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2008
Embedded capacitor technology is one of the effective packing technologies for further miniaturization and higher performance of electric packaging system. In this paper, the embedded capacitors were simulated and fabricated in 8-layered printed circuit board employing standard PCB processes. The composites of barium titanante($BaTiO_3$) powder and epoxy resin were employed for the dielectric materials in embedded capacitors. Theoretical considerations regarding the embedded capacitors have been paid to understand the frequency dependent impedance behavior. Frequency dependent impedance of simulated and fabricated embedded capacitors was investigated. Fabricated embedded capacitors have lower self resonance frequency values than that of the simulated embedded capacitors due to the increased parasitic inductance values. Frequency dependent capacitances of fabricated embedded capacitors were well matched with those of simulated embedded capacitors from the 100MHz to 10GHz range. Quality factor of 20 was observed and simulated at 2GHz range in the 10 pF embedded capacitors. Temperature dependent capacitance of fabricated embedded capacitors was presented.
Ha, Kyung-Ho;Yeom, Sang-Bu;Hong, Jung-Pyo;Hur, Jin;Kang, Do-Hyun
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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v.51
no.2
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pp.61-68
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2002
In order to design the Linear DC Motor (LDM) with improved characteristics, transient and steady state analysis are required. furthermore, 3D analysis is also needed to analyze the precise characteristics like thrust, time harmonics. This paper deals with the transient and dynamic characteristic analysis of LDM by coupling of external circuit and motion equation using 3D Equivalent Magnetic Circuit Network Method (EMCN). For the three dimensional analysis of electric machine, EMCN is very effective method that ensures high accuracy similar to FEM and short computation time. Also, The modeling by EMCN easily allows the mover to move with respect to the stater at each time step, and the spatial moving step is determined by the solution of the mechanical motion equation and the computed electromagnetic thrust The results are compared with experimental ones to clarify the usefulness and verify the accuracy of the Proposed method.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.9
no.4
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pp.61-68
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2002
Thermal shock testing was used to evaluate reliability that appeared in the solder joints of electronic devices when they were subjected to thermal cycling. Recently, mobile devices have come smaller and multi-functional, with the increasing need for high-density packaging, BGA or CSP has become the main trend for surface mounting technology, and therefore mechanical stress life for solder joints in BGA/CSP type packages has required. Reliability of BGA/CSP solder joints was evaluated with electric resistivity change of daisy chain pattern and stress-strain curve measured using strain gage attached on the surface of PCB under mechanical impact loading. In this report, applications of PCB Universal Testing Machine we have developed and experimental datum of SONY estimating dynamic behavior of mechanical stress in BGA/CSP solder joints are introduced.
The partial discharge (PD) measurement is a very effective method to assess the winding insulation condition of high-voltage machines, since most of the insulation failure processes are directly or indirectly caused by PD. On-line PD measurements, which can detect insulation defects of winding in the early stages on rotating machines in operation, have been accepted as the most important technique. The epoxy mica capacitive coupler is currently and extensively used for on-line detection of PD pulses of high-voltage rotating machines. To evaluate the feasibility of developing a capacitive coupler that is easier to manufacture at a lower cost compared to epoxy mica couplers, a 100pF capacitive coupler made of ceramic material is designed, fabricated and tested for on-line PD measurements of 23 kV electrical machines. A series of electrical tests and accelerated aging tests are performed on the ceramic coupler to evaluate the performance requirements, long-term reliability and thermal stability for in field application. The test results show that the newly developed ceramic coupler provides equal and improved performance at a lower cost compared to epoxy mica couplers, and estimated voltage life is anticipated to surpass 100 years.
When a contingency occurs in a large transmission route in a power system, it can generate various instabilities that may lead to a power system blackout. In particular, transient instability in a power system needs to be immediately addressed, and preventive measures should be in place prior to fault occurrence. Measures to achieve transient stability include system reinforcement, power generation restriction, and generator tripping. Because the interpretation of transient stability is a time domain simulation, it is difficult to determine the efficacy of proposed countermeasures using only simple simulation results. Therefore, several methods to quantify transient stability have been introduced. Among them, the single machine equivalent (SIME) method based on the equal area criterion (EAC) can quantify the degree of instability by calculating the residual acceleration energy of a generator. However, method for generator tripping effect evaluation does not have been established. In this study, we propose a method to evaluate the effect of generator tripping on transient stability that is based on the SIME method. For this purpose, the measures that reflect generator tripping in the SIME calculation are reviewed. Simulation results obtained by applying the proposed method to the IEEE 39-bus system and KEPCO system are then presented.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.15
no.1
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pp.7-11
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2014
The Polarization and Depolarization Current (PDC) measurement is an efficient and effective diagnostic technique based on time domain measurement, for evaluating the high voltage insulation condition. This paper presents a review and comparison results from several published papers on the application of the PDC method to finding the conductivity and moisture content of various types of insulators. For solid insulation, the study was focused on cable insulation, electric machine stator insulation, and paper insulator in transformer insulation with different conditions. For liquid insulation, the review and comparison was done on biodegradable and mineral transformer oils, with fresh oil condition, and aged condition. The results from previous researchers tests were complied, analyzed and discussed, to evaluate the application of the PDC method to monitor the conductivity and moisture of HV equipment insulation systems. From the review results, the PDC technique successfully gives an indication of the conductivity and moisture level of high voltage insulation.
In order to achieve a gearless construction of the wind energy conversion system(WECS), a low-speed generator should be used. Of the various candidate machine types, radial-field, multi-pole, permanent magnet, synchronous machines may be used for low-speed applications. So, this paper deals with the design of direct-coupled, multi-pole radial field machines with permanent magnet(PM) excitation for wind power applications for cogging torque reduction through the determination of optimum pole arc/pitch ratio. On the basis of an equivalent magnetic circuit method(EMCM) and a space harmonic method(SHM), an initial design is performed considering restricted conditions. And then, a detailed design is made using a non-linear finite element analyses(FEA). Finally, test results concerning generating characteristics are given to confirm the validation of the design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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