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과도 응답 보상기를 가지는 동기발전기의 고성능 여자 제어시스템 (A Performance Improvement of Exciter Control System of Synchronous Generator using Transient Response Compensator)

  • 이동희;왕혜군;김태형;안진우
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.82-89
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    • 2007
  • 여자제어 시스템의 AVR(Automatic Voltage Regulator) 장치는 발전기의 출력 전압을 일정하게 유지시키기 위하여, 여자기의 전압 또는 전류를 발전기 부하 전류 및 전압 변동에 따라 제어하는 역할을 수행한다. 이러한 AVR 장치의 응답성과 제어 특성은 발전기의 부하 변동 또는 과도 응답 상태에서의 출력 특성을 결정하게 된다. 본 논문에서는 고성능 전동기 제어 시스템에 널리 사용되고 있는 PWM 제어 시스템과 부하 변동에 강인하게 동작할 수 있는 과도 응답 보상기를 적용한 고성능 여자 시스템을 제안한다. 과도 응답 보상기는 발전기의 부하 전류 변동에 따라, 여자기의 제어신호를 PID 제어기의 출력에 더하여 빠른 속응성과 안정성을 가지도록 함으로써, 발전기의 출력 전압을 안정적으로 공급할 수 있도록 제어한다. 제안된 고성능 여자 시스템은 컴퓨터 시뮬레이션과 소형 발전기 시스템에 적용된 실험을 통하여 그 성능을 검증하였다.

자기베어링 시스템을 가진기로 이용한 스퀴즈 필름 댐퍼의 동강성 계수 규명 (Identification of Dynamic Stiffness of Squeeze Film Damper using Active Magnetic Bearing System as an Exciter)

  • 김근주;이종원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.381-387
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    • 2002
  • In this work, the dynamic characteristics of an oil-lubricated, short SFD with a central feeding groove are derived based on a theoretical analysis considering the effect of a groove. The validity of the analysis is investigated experimentally using an Active Magnetic Bearing (AMB) system as an exciter. For the theoretical solution, the fluid film forces of a grooved SFD are analytically derived so that the dynamic coefficients of a SFD are expressed in terms of its design parameters. For the experimental validation of the analysis, a test rig using AMB as an exciter is proposed to identify the dynamic characteristics of a short SFD with a central groove. As an exciter, the AMB represents a mechatronic device to levitate and position the test journal without any mechanical contact, to generate relative motions of the journal inside the tested SFD and to measure the generated displacements during experiments with fairly high accuracy. Using this test rig, experiments are extensively conducted with different clearance, which is one of the most important design parameters, in order to investigate its effect on the dynamic characteristics and the performance of SFDs. Damping and inertia coefficients of the SFD that are experimentally identified are compared with the analytical results to demonstrate the effectiveness of the analysis. It is also shown that AMB is an ideal device for tests of SFDs.

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약한 계통에서 동기조상기의 여자 시스템에 따른 HVDC 시스템의 과도 성능 분석 (Dynamic Performance of HVDC according to Excitation System Characteristics of Synchronous Compensator in a Weak AC System)

  • 김찬기
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.318-326
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    • 2000
  • 수전단의 관성이 0(수전단에 발전력이 전혀 없는 경우)인 약한 계통에서는 HVDC가 재기동과 무효전력 보상을 위해서 동기조상기의 존재는 필수적이다. 동기조상기와 주된 목적이 무효전력올 보상하는 것이지만 SVC나 STACON과 같은 무효전력 보상장치는 HVDC시스템을 재기동(HVDC에서는 Black-Start라 부른다)시킬 수 있는 능력을 가지고 있지 못하지 때문에 동기조상기가 발전력이 없는 약한 계통에서는 유일한 대안이다. 동기조상기는 발전기의 일종으로서 무효전력을 조정하는 여자 시스템의 종류에 따라 다른 특성을 가지고 있다. 정지형 여자 시스템은 속응성과 보수 유지의 간편성 때문에 많아 각광받고 있는 형태임에도 불구하고 시스템이 가지고 있는 본질적인 결함 때문에 약한 계통에 연결된 경우에는 짧은 문체점을 노출시키고 있다. 반면에 AC 회천형 여자 시스템은 속응성에 낮음에도 불구하고 여자기의 공급전원이 안정하다는 장점올 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 여자 시스템의 장단점을 분석하고 정지형 여자 시스템의 장점과 AC 회전형 여자 시스템의 장점올 결함한 새로운 여자 시스템올 제안하였다. 제안된 시스템은 HVDC 시스템에 연결된 경우에 좋은 제어 특성을 보여 주었으며 결과는 PSCAD/EMTDC를 이용하여 확인하였다.

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전기집진기의 직렬 및 병렬식 배열에 따른 효율적인 진동 탈진에 대한 연구 (Research for Effective Vibrational Rapping Performance of Multiple Electrostatic Precipitators in Series and Parallel Arrangements)

  • 최지현;김진호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권9호
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    • pp.4136-4141
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    • 2013
  • 전자기 진동 가진기를 적용한 전기 집진기의 효과적인 탈진 여부를 판단할 수 있는 기준은 집진기내 집진판들의 진동 가속도이다. 이러한 진동 가속도는 외부로부터의 가진 주파수와 시스템의 고유주파수의 일치로 인하여 공진이 일어날 때 간헐적으로 최대치를 보이며 효율적인 탈진성능을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 한대의 전자기 진동 가진기를 이용하는 단일 객체를 대상으로 한 관점에서 더 나아가, 실제 현장에서 복수의 전기집진탈진기가 설치됨을 고려하여 진동 탈진기의 설치방식에 따라 시스템을 모델링 하였다. 이러한 직렬 및 병렬회로로 연결된 가진기를 적용한 시스템을 대상으로 진동 가속도 계측 실험을 수행하여 직렬 및 병렬식 연결에 따른 진동 가속도의 차이를 비교함으로써 가진기의 배열 방식과 그에 따른 기대 탈진 성능 및 소비전력의 유효성을 검증하였다. 최종적으로 직렬 배열형 모듈이 증가할수록 선형적으로 필요전류량이 증가할 것으로 예상하였으나 급격한 감소나 (6.9% ~ 37.6%) 증가를 (5% ~ 45%) 보여주었다. 단독의 가진기가 사용된 병렬 배열보다, 2대의 가진기가 사용되고 그 전기회로의 연결이 병렬일 때 동일한 전류가 인가되었음에도 약 11.64% 의 가속도 감소 현상을 보였다. 2대의 가진기를 사용하고 입력전류의 값을 소비 전력의 관점에서 동일하게 보정하였을 경우 약 16.80 % 의 가속도 증가 현상을 확인하였다.

Drop 방식의 디지털 AVR을 이용한 1MVA급 선박용 동기발전기 제어 (1MVA synchronous generator control for vessel used for digital AVR of drop method)

  • 유동환;황춘환;박상훈;유재성;이상석;원충연
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.225-229
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    • 2007
  • The output voltage of a synchronous generator is regulated constantly by field current control of excitation system. Synchronous generator exciter has two type, first one is Drop control type by thyristor and second one is exciter current control type through power output by PWM control. Control method of the second one prevails, but when the power devices have a breakdown, output voltage of the generator rises rapidly. This exciter must have a protection circuit and system is complicated, so reliability is poor Excitation control type which is drop control type control only 10% of the power, so it can be improved precision. When a trouble come to the controller, output voltage of a generator don't rise excessively and the voltage rise about 10%, so it has a excellent reliability. This paper prove stability of the digital AVR.

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LabVIEW를 이용한 Exciter 가진시험 모듈 개발 (Developing the Excitation Testing Module with LabVIEW)

  • 최기수;정의봉;원성규;안세진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.37-41
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    • 2007
  • Fast Fourier Transformation(FFT) is one of the most useful way to analyze response signal for the purpose of grasping the dynamic characteristics of system. Excitation is a factor or process making noise or vibration. It's typical and simple experimental method widely used for catching hold of dynamic peculiar characters and modal behaviors of system by frequency analysis. There are harmonic excitation, impact excitation, random excitation, sweep excitation, chirp excitation and so on as the ideal method in an experiment using exciter. In this thesis, excitation testing module for NI-PXI equipment is developed. The analyzing module is developed with LabVIEW tool. A user can generate each waveform for shaking a structure and see quickly and easily modal shape of system with this module. This developed module will be expected to build up more convenient and serviceable measurement system.

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원자력발전소 정지형 여자기의 예방정비기준(PMT) 개발 (Development of the Preventive Maintenance Template for Static Exciter in the Nuclear Power Plant)

  • 진수환;박진엽;홍영희
    • 에너지공학
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    • 제20권2호
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    • pp.154-162
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    • 2011
  • 예방정비기준은 기기의 높은 신뢰성을 유지하기 위해 정비방법을 문서화한 것으로 기기별 최적화된 예방정비 항목과 주기를 명시하고 기기의 성능저하 메커니즘을 설명하는 지침서이다. 기존의 기기 또는 설비에 대한 정비전략은 상태감시 정비보다는 일정한 주기가 되면 정비를 수행하는 주기정비가 주된 전략이었다. 본 논문은 원전 정지형 여자기에 대하여 기존의 주기정비 형태가 아닌 상태기반 정비 기법을 강화하고 정비 프로그램을 표준화하여 최적화된 정비전략을 구축하기 위한 예방정비 기준을 개발한 내용으로 기기 신뢰성, 발전소 이용률을 향상시킬 수 있는 기반이 될 것으로 판단된다.

여자기 제어 효과를 고려한 에너지함수 유도 및 적용가능성에 관한 기초 연구 (Derivation of the Energy Function Reflecting Exciter Control Effects)

  • 김구한;최병곤;박정도;문영현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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    • pp.125-128
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    • 2000
  • This paper presents an energy function which provides the direct relationships between the system stability and parameters of the exciter system. The energy function is derived from the energy conservation law by using the first motion integral. he time derivative does not absolutely satisfy the seminegativeness. However dE/dt usually has big negative value just after the fault clearing so that the energy is rapidly decreased. In this situation, the system state can be obviously confined in a stable region if the intial energy is less than the UEP energy. With these observation, two theorems are developed regarding the state confinement and asymptotic stability. Based on two theorems a new approximated direct energy method is developed to analyze the transient stability with the consideration of the exciter control effects. The proposed method has been tested for a single-machine-infinite bus system.

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발전기 여자기시스템 주제어전원공급장치 국산화 개발 (The Development of EPSM(Exciter Power Supply Module) Localization in Generator Exciter(EX2100) System)

  • 이기선;박정철;추순남
    • 전기학회논문지P
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    • 제65권2호
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    • pp.101-107
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    • 2016
  • The main target in this paper is the localization of VME Type EPSM in Generator Exciter(EX2100) System. Developed EPSM has the compatibility with the existing product in the structure and shape and electrical feature and so on, but it has a much improved capacity and reliability in comparison with origin company product. this paper, to improve these functions, put emphasis on protection, monitoring, power capacity increase(over 120%), an enlarged scale of input voltage supply, AC/DC dual voltage use and so on. After manufacturing product localization, it was carried out several tests for the performance and reliability verification of developed product. These tests were performed in Authorized Inspection Agency(KTL) and field application test and maker self-test were additionally performed. Finally, the results of all tests were "success".

유한요소법과 가진시험법을 이용한 다기능 5축 복합가공기의 동특성 해석 및 동적 컴플라이언스 평가에 관한 연구 (A Study on Analysis of Dynamic Characteristics and Evaluation of Dynamic Compliance of a 5-Axis Multi-tasking Machine Tool by Using F.E.M and Exciter Test)

  • 장성현;최영휴;하종식
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.162-169
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    • 2009
  • This paper describes a study on dynamic characteristics analysis and dynamic compliance evaluation of a 5-axis multi-tasking machine tool of ram-head type. Structural dynamics analysis and evaluation are necessary to machine tool design and development to secure good machine tool performance against tough and harsh machining conditions. In this study, natural frequencies and corresponding vibration modes of the machine tool structure were analyzed by using both F.E.M. modal analysis and impulse hammer test. Furthermore, dynamic compliance of the machine tool was analyzed by using F.E.M. and also measured by using a hydraulic exciter test. Both the theoretical analysis and experimental test results showed good agreement with each other.