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

• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.503-510
• /
• 2011

본 논문에서는 기설계된 풍력발전제어시스템의 최적화에 관한 연구로서, 특히 블레이드 피치제어기 및 발전기 토크 제어기의 제어 변수 튜닝 (Tuning) 기법을 제안하고자 한다. 일반적으로 제어기 설계는 간략화된 수학적 모델을 기반으로 이루어지고 실제 적용시 설계단계에서 고려하지 않았거나 수학적 표현이 불가능한 불확실성을 제어 시스템에 반영하기 위하여 반복적인 시험 단계가 필요하다. 본 논문에서는 풍력발전시스템 비선형 시뮬레이션 소프트웨어와 최적화 기법을 이용하여, 풍력발전기의 로터 회전 속도 변화, 발전기 출력 변동, 동력 전달축 비틀림 진동을 최소화하기 위한 제어기 튜닝 절차 및 결과를 제시하고자 한다. 제어기 기본 설계안과 최적화된 최종 설계안의 비교를 통하여 방법의 타당성을 예시하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.20-28
• /
• 2007

압축기의 써지 현상을 관찰하는 가장 쉬운 방법의 하나로는 부분품의 성능특성도상에 정적 그리고 동적 운용 특성을 나타내는 것이 될 수 있다. 이 경우 엔진의 작동범위가 써지 범위에 의하여 제한될 것이고 따라서 엔진은 엔진의 정적 또는 과도 성능의 전 과정에 걸쳐 일정한 써지 한계를 갖도록 요구되고 있다. 로터의 극관성 모멘트, 닥트 내 공기/가스의 용적 그리고 열전달 효과 등은 엔진의 작동이 정적 특성으로부터 일탈하게 되는 주요 요소들이다. 시스템 내에서 열교환기가 존재하는 경우처럼 큰 용적의 경우 그것은 동적 작동 특성에 상당한 영향을 주게 될 것인데 본 논문에서는 보조동력기관으로 사용되는 마이크로터빈의 예를 들어 엔진의 과도성능 특성에 압축기의 출구에서 추출되는 냉각공기가 미치는 영향을 조사코자 하였다. 질량 및 일 그리고 회전수 일치 법칙에 근거하여 터빈을 흐르는 가스 유량, 압력비, 회전 속도, 동력 그리고 모멘트가 계산되었다. 본 연구의 결과는 제어시스템 설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 이러한 과도 성능을 계산하기 위한 프로그램을 개발을 위해서 상업용 MathCAD 소프트웨어를 사용하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.427-435
• /
• 2016

본 논문은 트램-트레인 추진용 130kW급 IPMSM 설계에 관한 연구이다. 트램-트레인은 속도 가변 영역이 넓은 특성을 가지고 있다. 그러한 이유로 넓은 속도 가변 특성을 갖는 IPMSM으로 트램-트레인 추진용 전동기로 제안하고, 요구 견인력에 적합한 기초 모델을 설계하였다. IPMSM은 회전자의 형상에 따라 전자기적 특성 및 구조 특성이 상이하게 된다. 따라서 추가적으로 영구자석을 분할하여 Bridge를 추가한 형상으로 변경한 제안 모델도 설계하였다. 기초 모델과 제안 모델을 유한요소해석을 통해 부하 특성 및 구조 특성을 분석하여 최종적으로 트램-트레인 추진용 IPMSM에 만족하는 모델을 도출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.106-112
• /
• 2021

본 논문에서는 군에서 운용하고 있는 회전익 항공기의 후방 동체 상부에 블레이드 형상을 가진 안테나 장착 설계와 구조 건전성 해석을 수행하였다. 항공기 운항 중 안테나 또는 지지 구조물이 파손되면 기체에서 분리되어 로터 부위 및 블레이드와 충돌할 수 있다. 이 경우 항공기가 추락에 이를 수 있는 위험한 상황이 되기 때문에 반드시 개조 구조물들에 대한 구조 해석을 통해 구조적인 안전성을 확보해야 한다. 안테나 신규 장착 부위와 개조 부위에 대한 설계 요구 조건을 분석하고, 개조 전/후 항공기에 작용하는 하중을 적용하였다. 본 연구에서는 안테나 신규 장착 부위와 개조 부위에 대한 설계 요구 조건을 분석하고, 개조 전/후 항공기에 작용하는 하중을 적용하여 지지 구조물에 대한 구조해석을 수행하여 안전성을 확보하였다. 유한요소 모델을 구성하여 응력과 변형량을 확인하고 이론적인 분석 방법을 통해 유한요소 모델을 검증하였다. 이를 토대로 설계된 구조물의 구조 건전성을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제37권3호
• /
• pp.91-98
• /
• 2021

This paper presents a hydrostatic bearing design and rotordynamic analysis of a turbo expander for a hydrogen liquefaction plant. Th~e turbo expander includes the turbine and compressor wheel assembled to a shaft supported by two hydrostatic radial and thrust bearings. The rated speed is 75,000 rpm and the rated power is 6 kW. For the bearing operation, we use pressurized air at 8.5 bar as the lubricant that is supplied to the bearing through the orifice restrictor. We calculate the bearing stiffness and flow rate for various gauge pressure ratios and select the orifice diameter providing the maximum bearing stiffness. Additionally, we conduct a rotordynamic analysis based on the calculated bearing stiffness and damping considering design parameters of the turbo expander. The predicted Cambell diagram indicates that there are two critical speeds under the rated speed and there exists a sufficient separation margin for the rated speed. In addition, the predicted rotor vibration is under 1 ㎛ at the rated speed. We conduct the operating test of the turbo expander in the test rig. For the operation, we supply pressurized air to the turbine and monitor the shaft vibration during the test. The test results show that there are two critical speeds under the rated speed, and the shaft vibration is controlled under 2.5 ㎛.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.93-98
• /
• 2022

본 논문에서는 풀 브릿지 인버터의 비선형성을 고려한 단상 영구자석 동기 전동기의 오픈 루프 기동성을 개선하기 위한 구형파 전압 주입 기법을 제안한다. 일반적으로 단상 영구자석 동기 전동기는 3상 교류기와 달리 풀 브릿지 인버터를 채택하고 있으며 대칭 공극으로 자기 회로를 설계할 경우, 영토크 지점의 특정 위치에서 기동이 불가능할 수 있기에 비대칭 공극 설계가 요구된다. 이러한 단상 영구자석 동기 전동기의 구동 특성상 센서리스 운전 모드의 오픈 루프 제어시 기동 실패의 가능성이 상당히 높다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 인버터의 비선형성을 고려한 구형파 전압을 인가하여 기동 성능을 개선하는 기법을 제안하고자 한다. 제안한 알고리즘은 다수의 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.60-71
• /
• 2019

Electrical power supply is needed to operate the radar system in the field. In addition, it should not cause performance deterioration under the environmental factors due to characteristics of military equipment, and should not cause malfunction due to electromagnetic waves generated in radar, and then should not cause malfunction in radar equipment. Therefore, By applying a permanent magnet to the rotor of the generator, light weighting and high efficiency of generator were achieved. As a result, electrical performance test of the generator, the rated output power was 80.8 kW, the maximum output power was 88.1 kW, and the output power efficiency was 98.1 % under the full load condition. When the load capacity of the generator was changed from no load to full load, the maximum voltage variation was 3.6 % and the frequency variation was 0.3 %. As a result of the transient response test for measuring the output power of the generator according to the load characteristics change, the maximum voltage variation of 7.9 %, frequency variation of 0.5 % were confirmed, and the transient response time was 2.1 seconds. Environmental tests were conducted in accordance with MIL-STD-810G and MIL-STD-461F to evaluate the operability of the generator groups. Normal operation of radar system generator group was confirmed under high temperature and low temperature environment conditions. Electromagnetic tests were conducted to check if electromagnetic wave generated from both radar system and generator group in operation caused any performance deterioration to each other. As a result, it was confirmed that the performance deterioration due to electromagnetic wave inflow, radiation, and conduction did not occur. It is expected that it should be possible to provide high efficiency power supply and stable power supply by applying to various military system as well as radar system.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.266-274
• /
• 2020

본 연구는 소형전술차량에 적용된 탑재형 발전기에 의해 발생되는 이상 소음 개선방안에 대한 것이다. 소형전술차량은 탑재형 발전기의 장착 유·무로 구분되며, 개발 시험 시 이에 따른 소음 크기의 차이는 없었다. 하지만, 차량을 운용하면서 사용자가 느끼기에 불쾌한 소음(이상 소음)이 발생된다는 지속적인 문제제기에 따라 품질개선을 수행하게 되었다. 품질개선을 수행하기에 앞서 탑재형 발전기 단품 및 장착 구조와 문제가 제기된 차량에 대한 현상 확인 및 원인 분석을 수행하였다. 이를 통해 탑재형 발전기 장착에 따라 발생하는 이상 소음은 래틀소음에 의한 것임을 확인하였다. 엔진 구동계에서 래틀소음이 발생되는 일반적인 원인은 엔진 폭발 행정시 발생되는 불규칙한 회전력의 전달과 엔진 연결기와 회전자 조립체 간 스플라인-세레이션 연결 구조에서 발생되는 기어 백래쉬에 의한 것이었다. 따라서, 본 연구에서는 원인으로 분석된 이상 소음의 원인을 해소하기 위해 댐퍼형 연결기를 적용하는 개선방안을 수립하였다. 개선 방안에 대해서는 엔진의 불규칙한 회전력의 영향성, 소음의 정도, 동특성 해석 및 단품 내구시험 등을 통해 개선효과를 확인하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.856-861
• /
• 2002

유산균의 활용성을 증진시키기 위한 방안으로서 건식 Hybridization system을 이용하여 장용성 피복재로 유산균분말의 표면처리를 실시하였다. 전자현미경 관찰 결과 표면처리는 유산균의 표면을 매끄러운 구형의 모양으로 변화시켰으며 표면처리를 통한 분체복합화 과정에서 유산균의 활력은 유의적인 변화없이 유지되었다. 또한 유산균의 내염성은 처리여부에 따른 유의적 변화를 보이지 않음으로써 표면처리 과정 중 유산균 세포막의 물리적 손상은 일어나지 않은 것으로 판단된다. 표면처리된 유산균의 내산성은 처리전후에 차이를 나타내지 않았으나 이는 균주 자체의 높은 내산성에 기인한 것으로 판단된다. 표면처리 후의 유산균은 유의적으로 높은 열저항성을 보여 표면처리가 유산균의 내열성 향상을 위하여 활용될 수 있는 가능성을 나타냈다. 조사된 장용성 피복재 중 Sureteric은 다른 피복재에 비하여 우수한 표면 처리 효과를 보였으며 유산균분말의 표면처리를 위한 적합한 처리조건은 유산균의 초기입도가 $100{\sim}200\;{\mu}m$, 유산균:피복재의 혼합비율(w/w)은 9 : 1, 처리속도는 15,000 rpm, 3분이었다.