• 전력전자학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.424-431
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• 2007

본 논문은 발전소의 이차공기송풍기를 가변 회전수 제어하여 소내 소비 전력을 절감하고 전동기의 직입기동에 의한 스트레스를 줄이기 위하여 실증 적용된 200MW 석탄화력 발전소 순환 유동층 보일러 이차 공기 송풍기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 관한 것이다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 독립적으로 절연된 직류 부를 갖는 저전압의 단상 인버터(셀 인버터)를 다수 직렬 접속하여 고전압 3상 전압을 출력하는 Cascaded H-브릿지 전압형 인버터이다. 전력연구원은 6.6kV, 1MVA급 인버터 개발, 발전소에 설치, 보일러 점화 전/후 시험 및 계통 병입 후 부하 시험 등을 국내 최초로 성공적으로 완료하였다. 현재 200MW 석탄화력 발전소 이차 공기 송풍기 구동용 인버터는 상업 운전 중에 있다. 본 논문에서는 개발된 H-브릿지 멀티레벨 인버터, 기존 발전 설비와 신규 인버터 시스템의 인터페이스 부분에 해당하는 보일러 DCS(Distributed Control System : 분산 제어 시스템) 로직, 계통 병입 후 시운전 결과에 대하여 상세히 기술하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.204-212
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• 2010

전동차가 주행중에 브레이크 페달의 작동으로 주행모터의 양단에 발전된 전류는 전기에너지 특성상 바로 소비되지 않으면 제동력이 발생하지 않는 현상(회생 실효)가 발생하기 때문에 주변에 역행차량이 없거나 가선 전압이 안정되지 않는 경우 안정된 제동성능을 확보할 목적으로 발전제동을 병설한 차량이 존재하고 있다. 그래서 입력된 에너지의 55%를 전동차에서 소비하고 하구배 구간이나 회생 제동시 45%의 입력에너지 사용되며 그중25%는 가선을 통해 다른차 의 역행을 사용되므로 기존의 시스템을 크게 벗어나지 않고 회생 수단,회생 실효를 줄이기 위해서는 변전소의 배출전압저하(5%)정도 하여 회생시 지나친 가선 전압 상승를 완화 시킬 수 있다. 실제로 1호선 직류구간에 혼잡시간때 한구간에 상선기준으로 3대의 전동차가 운행되어 1500V의 전압측정과 비혼잡시간에는 1대~2대의 전동차정도 운행으로 1700~1800V 측정되므로 5%정도 조정은 운행에 지장을 초래하지 않을것으로 사료된다. 적정전압 측정 데이터을 통한 탄력적인 배출전압 조정을 통해 지하철 또한 에너지 소비효율을 위한 연구가 필요하다고 본다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.82-88
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• 2015

본 논문에서는 자동차 스마트 정션 박스(Smart Junction Box: SJB)의 소형화를 위하여 기존에 단위소자로 구성되어 있던 Enable 스위치 회로의 ASIC화를 위한 연구를 수행하였다. Enable 스위치 회로는 점화신호(Ignition: IG)를 입력으로 받아 SJB를 구성하는 Linear Regulator 및 다른 구성요소의 구동을 위한 Enable 신호 전달 역할을 한다. $0.18{\mu}m$ BCDMOS 공정을 사용하여 회로를 설계하였으며, 설계된 회로는 시뮬레이션을 통해 AEC-Q100과 ISO 7637-2에 기술된 조건을 만족함을 검증하였다. 설계된 Enable 스위치 회로의 레이아웃 크기는 $1.67mm{\times}0.54mm$이며, $3mm{\times}3mm$ 크기의 HVSON8로 패키징 할 수 있다. ASIC화된 Enable 스위치 회로는 단위소자를 사용하여 Enable 스위치 회로를 구성하였을 때 보다 소요면적을 1/30 이상 축소할 수 있는 것으로 확인하였으며, 이를 통해 SJB 보드의 소형화에 기여할 것으로 기대할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권7호
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• pp.1005-1012
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• 2005

An OHT(Over Head Transportation) vehicle is an example of the industrial monorail vehicle, and it is used in the automobile, semiconductor, LCD manufacturing industries. OHT vehicle is moved by main wheels and guide rollers. The major function of the main wheel is to support and drive the OHT vehicle. The roles of the guide roller is the inhibition of derailment and steering of the OHT vehicle. Since the required vehicle velocity becomes faster and the required load capacity is increased, the durability characteristics of the wheel and roller, which was made of urethane, need to be increased. So it is necessary to estimate the fatigue life cycle of the wheel and roller. In this study, OHT dynamic model was developed by using the multi body dynamic analysis program ADAMS. Wheel and roller are modeled by the 3-D surface contact module. Especially, motor cycle tire mechanics is used in the wheel contact model. The OHT dynamic model can analyze the dynamic characteristic of the OHT vehicle with various driving conditions. And the result was verified by a vehicle traveling test. As a result of this study, the developed model is expected to predict wheel dynamic load time history and makes a contribution to design of a new monorail vehicle.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권7호
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• pp.52-59
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• 2020

Automatic tool changers (ATCs) can be divided into drum and chain types. Drum-type ATCs contain a magazine, where the tools are mounted, and a cam gearbox, which swaps the tools via roller gear and grooved plate cams. Drum-type ATCs are advantageous in that the operating time for the tool magazine is more rapid than that of chain-type ATCs and the length of the unit is shorter. Thus, drum-type ATCs can be fabricated into various shapes and forms depending on the number of tools and the magazine size in accordance with machining center requirements and consumer demand. In particular, the price competitiveness of a machining center with a drum-type ATC is higher, while drum-type ATCs are more rigid with fewer parts, possibly reducing the need for regular servicing. This study aims to verify the structural stability and design validity of the magazine base, which is the main structure of a drum-type ATC, using finite element analysis. This study kinematically verifies the specifications of the selected drive motor and reducer and assessed the design of the cam gearbox. It also conducts a structural analysis of the roller camp, which is the core component of the cam gearbox, based on the results of the kinetodynamic analysis, thus validating the structural design.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제13권3호
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• pp.24-31
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• 2016

The performance characteristics of a dynamic control system are evaluated according to the transient and steady-state responses. The transient performance is the controllability of the output for the tracking of the reference or the ability to reduce or reject the effects of unwanted disturbances; alternatively, the steady-state performance is represented by the magnitude of the control error at the steady state. As the effects of the two performances on each other are reciprocal, a controller design that shows a zero steady-state error for the ramp input is uncommon because of the challenge regarding the achievement of an acceptable transient response. This paper proposes a PI+double-integral controller for the elimination of the steady-state error for the ramp input while a sound transient performance is maintained. The control-gain design procedure is described by the second-order response for the step input and the response of the error dynamics for the ramp input. The PI+double-integral controller is designed for the first-order transfer function that is derived from a system identification with the open-loop experiment data of the dc-motor. The simple structure of the proposed controller enables the adoption of a low-end microcontroller for the implementation of a real-time control. The experiment results show that the control performance is as effective as that of the simulation analysis for the operating point of linear system; furthermore, the PI+double-integral controller can be conveniently applied to the control system, which is desirable for the improvement of the steady-state error.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.287-297
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• 1998

RPWM(Random Pulse Width Modulation)은 인버터의 스위칭 주파수를 랜덤하게 변화 시킴으로써 전압, 전류의 고조파 및 소음의 스펙트럼을 광대역에 분산시키는 PWM 기법이다. 스위칭 주파수 또는 펄스의 위치를 랜덤하게 변화시켜 고조파의 불연속적인 이산치 성분을 넓은 영역에 분산시켜 EMI, 진동 등에 좋은 효과를 낼 수 있을 뿐만 아니라, 전력소자의 스위칭에 의해 발생하는 가청 스위칭 소음을 저감할 수 있으므로 근래에 매우 각광 받고 있다. 본 연구에서는 펄스의 위치를 랜덤하게 함으로써 가청 스위칭 소음을 저감할 수 있는 새로운 RPPWM(Random Position Pulse Width Modulation) 방식의 제안 및 구현하였다. 제안된 방식은 각 3상 펄스들의 위치를 변조 구간 내의 임의의 위치에 랜덤하게 배치함으로써 RPWM을 구현하는 방식이다. 이를 위하여 16bit 공성능 마이크로 컨트롤러의 C167을 사용하여, 공각 벡터 변조에 의하여 각 변조 구간에서의 듀티비를 구한 후, 랜덤수 발생기를 이용하여 균일한 분포로 각 상의 펄스를 배치하였다. 그리고 제안된 RPPWM을 이용하여 실험한 결고, 전압, 전류 및 소음의 스텍트럼이 광대역화 되어 전력소자의 스위칭에 의해 발생하는 전동기의 가청 스위칭 소음이 현저히 저감 됨을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.281-285
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• 2013

본 논문에서는 전기 자동차의 정속 주행을 위하여 구간제어기법을 이용한 속도제어기의 설계방안을 제안한다. 전기자동차의 정속주행은 주요한 성능요소중의 하나이다. 정속주행을 위해서는 이상적으로 선형적 특성을 가진 구동 모터가 필요하다. 하지만 실용화된 모터는 비선형적인 구간이 존재하며 이를 보상하기 위해 폐루프 제어를 통해 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 비선형적인 특성이 매우 큰 구동모터는 폐루프 제어만으로 적합한 성능을 얻기 어렵기 때문에 구간제어기법을 적용하여 성능을 향상시켰다. 제안한 방법을 실험하기 위하여 비선형 특성이 큰 구동모터를 장착한 전기자동차를 구성하고 제안한 방법을 적용하여 실험하였다. 실험 결과 폐루프 제어보다 제안한 구간제어기법이 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.119-128
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• 2004

With the growing traffic density and increasing comfort requirements, the automation of the drive train will gain importance in vehicles. The automatic clutch actuation relieves the drivers especially in urban driving and stop-and-go traffic conditions. This paper describes the dynamic modeling of a clutch actuator and clutch spring. The dynamic model of the clutch system is developed using MATLAB/Simulink, and evaluated by experimental data using a test rig. This performance simulator is useful to develop the clutch-by-wire (CBW) system for an automated manual transmission (AMT). The electro-mechanical type CBW system is also implemented as an automatic clutch for AMT. The prototype of CBW system is designed and implemented systematically, which is composed of an electric motor, worm gear and slider-crank mechanism. The test rig is developed to perform the basic function test of the automatic clutch, and the developed prototype is validated by the experimental data on the test rig.