• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.419-421
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• 2008

본 논문에서는 Ansoft의 PExprt를 소개하고 PExprt를 사용하여 변압기 및 인덕터를 설계하는 방법을 다루었다. PEprt에서 지원하는 FEM 해석을 이용하여 설계된 변압기와 인덕터를 Simplorer용 모델로 변환하고 시뮬레이션에 사용함으로써 보다 정확한 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다. 변압기와 인덕터의 실제 제작을 통하여 PExprt의 설계 결과를 확인하고 실험 결과를 통하여 FEM 해석을 통한 Simplorer 모델의 동작을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.355-356
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• 2012

본 논문은 배터리 셀 전압의 균등화에 대한 새로운 회로를 제안한다. 제안한 회로는 확장된 다권선 변압기를 이용한 회로로 변압기 사이에 있는 권선을 연결하여 모듈 간의 밸런싱 동작이 이루어지게 하는 회로이다. 밸런싱 성능을 분석하기 위하여 Cantilever 변압기 모델을 사용하였는데 이 모델을 통하여 모듈 간의 밸런싱 편차를 도출하였다. 기존의 회로와는 대조적으로 이 제안된 회로는 모듈화 및 제어가 쉽고 무엇보다도 배터리 수에 제한이 없다는 점이 장점이다. 이것은 고전압을 요구하는 하이브리드 전기 자동차(HEV)와 같은 어플리케이션에서의 밸런싱된 많은 직렬 연결된 배터리 셀 전압에 중요한 이점들이 될 수 있다. 본 논문에서는 이 회로의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하고 6개의 배터리 셀들을 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07b
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• pp.751-752
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• 2006

최근 전력용 변압기의 고효율, 소형화 추세에 따라 권선의 단위면적당 열발생률이 증가하고 있으며 이는 변압기의 수명과 단락사고에 직결되는 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 단순화한 2차원 전력용 변압기 모델의 계산 시간을 줄이기 위해 복합격자(Hybrid mesh) 생성기법을 적용하여 모델링하고 유한요소법을 이용한 자계해석으로 권선과 철심의 Joule's loss를 계산하였다. 계산된 열원으로 전력용 변압기의 최고점의 온도와 열적 특성을 파악하고자 CFD algorithm을 이용하여 변압기 내부의 온도분포를 예측하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.73-74
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• 2015

H-브릿지 멀티레벨 인버터에서는 계통 전원과의 절연, 각 인버터 Power Cell에 독립된 전원 공급 등의 목적을 위하여 다권선 변압기가 사용된다. 이러한 변압기를 확장 델타 결선 방법의 위상 천이 변압기로 제작할 경우, 멀티레벨 인버터 입력 전류의 고조파 성분을 감쇄시키고 THD를 개선할 수 있다. 본 논문에서는 H-브릿지 멀티레벨 인버터의 확장 델타 변압기를 설계하고, PSIM으로 구성된 시뮬레이션 모델을 사용하여 변압기의 입력단에서 1차단 고조파 성분이 2차단과 비교하여 감쇄되는 것을 확인하도록 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.284-285
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• 2020

기존 국내 도시철도차량 추진시스템의 주변압기의 경우 권선형의 유입식 변압기가 사용되고 있다. 이러한 입력용 주변압기는 일반적으로 무게가 많이 나가며 전력밀도가 낮다. 또한 기존의 변압기의 경우 오일을 이용하여 절연을 하기 때문에, 정기적인 유지 보수에 따른 비용 발생 및 절연유의 오염에 따라 변압기 수명 단축 및 전력 품질 저하, 전력 손실증가, 전압 강하, 누유에 의한 환경 문제 등 여러 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 권선형 유입식 변압기를 대체하는 반도체 변압기 시스템 모델을 제안하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.139-141
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• 2020

본 논문에선 다수의 변압기를 도입하여 복수의 입출력 포트 간 전력 동조화 문제를 해결할 수 있는 Quadruple-Active-Bridge(QAB) 컨버터를 제안한다. 기존 QAB 컨버터는 단일 변압기를 사용하기 때문에 입출력 포트 사이의 전력 동조화 문제가 발생한다. 따라서 단일 변압기에서 포트 간 전력 비동조화를 달성하기 위해 입력 포트의 누설 인덕턴스를 최소화하는 최적의 변압기 설계가 필요하나, 복수의 권선 구조로 인해 최적의 설계가 어렵다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에선 기존의 단일 변압기와 복수의 변압기를 함께 설치하는 구조를 제안한다. 제안한 구조를 통해 별도의 비동조화 알고리즘 없이 출력 포트 사이의 전력 동조화 문제를 해결할 수 있다. 그리고 변압기의 설계도 복잡했던 기존 QAB 와는 달리 쉬워지는 이점도 있다. 제안한 컨버터의 구조 및 전력 비동조화를 등가 모델을 통해 이론적으로 분석한다. 그리고 이를 검증하고자 3 kW급 시작품을 통해 전력전달 구조 및 전력 비동조화를 검증한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1505-1506
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• 2015

본 논문은 신뢰성 평가의 핵심을 이루는 고장률 계산을 통하여, 배전변압기의 정량적인 신뢰성 척도 산출에 대한 것이다. 배전변압기는 사용시간의 경과와 더불어 환경 조건 등 여러 가지 요인으로 그 성능이 서서히 열화되고 마침내 고장에 이르게 된다. 따라서 배전변압기의 신뢰성에 대한 적절한 평가 도구가 없으면 배전변압기 설비 운영에 대한 피드백이 체계적으로 이루어지지 못하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 신뢰성 평가에 대한 정량적인 척도 산출이 필요하며, 이를 위해 본 연구에서는 배전변압기의 신뢰성 모형 설계를 수행하였다. 고장률 계산을 위해 일반적으로 널리 이용되는 확률론적 모델을 가정하였으며, 실제 운전 및 고장실적 데이터를 기반으로 한 배전변압기의 고장률을 산출하고, 이를 바탕으로 배전변압기의 수명 및 신뢰성 척도를 확보하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.503-503
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• 2007

본 논문에서는 지중배전(22.9kV) 선로에 사용되는 지상변압기를 대상으로 수행한 방열해석 및 개선과 변압기수명연장에 관한 검토 결과를 수록하였다. 변압기의 열화메커니즘에 대한 문헌 조사를 통해 변압기 온도와 수명간의 관계를 작도하였는바, 수명 평가를 위한 핵심 인자로 열에 의한 절연지의 열화에 초점을 맞추었다. 기존 외함에 설치된 방열구중 상부 위치를 상부판에도 변경하는 경우 약25%의 통풍량 증가 효과를 기대할 수 있을 것으로 평가 되었으며 상부판과 내함 사이에 형성되던 고온 영역에서의 온도를 약$15^{\circ}C$정도 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 절연지의 인장강도 변화로 평가한 수명예측 곡선에 따르면 약$10^{\circ}C$의 은도 저감은 약10배의 수명 연장 효과를 가져오는 것으로 나타난바, 본 연구에서 확인한 방열구의 위치 변경에 따른 지상기기 내부의 온도 저하는 변압기 수명을 연장하는데 일조할 것으로 기대된다. 기존 지상변압기에서의 방열구조를 통해 변압기 온도와 수명간의 관계를 작도하였는바, 수명 평가를 위한 핵심인자로 효과적으로 방열할 수 있는 새로운 외함의 구조 및 디자인을 제시하고 시뮬레이션을 통해 개선효과를 예측하였다. 또한, 개선된 모델을 가지고 실제 변압기를 제작한 후 부하를 인가하여 개선전과 후에 대한 방열효과를 실증시험을 통해 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.632_633
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• 2009

변압기의 설계에서 누설인덕턴스는 설계파라미터의 중요한 요소 중에 하나이다. 변압기 권선의 누설자속은 전압강하, 자속의 손실 및 변압기의 효율적 설계 면에서 중요하다. 본 논문은 동심원 권선의 누설임피던스의 계산을 1)수치적인 계산과 2)저장에너지를 이용한 계산 및 3)FEM해석(FLUX2D)을 통하여 누설인덕턴스를 계산하여 각각의 결과를 비교하였다. 누설인덕턴스의 계산 예로 단상 2kVA/220V의 변압기를 모델로 계산 및 해석을 수행하였다.[1][2]

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.924-925
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• 2011

본 논문에서는 환경친화적이고, 인화점 및 발화점이 높아 화재의 위험도가 낮은 식물성 절연우를 기존 변압기의 광유를 대체로 사용하기 위한 열적 특성을 열유동해석을 이용하여 온도분포를 수치해석을 통하여 예측하였다. 해석모델로는 154kV 급 단상 내철형 유입자냉식 변압기를 대상으로 CFD 해석을 수행하였으며, 광유와 식물성 절연유는 부하의 변화에 따른 온도특성을 파악하는 동시에 핫스팟(hot spot)을 예측하였다. 본 논문은 변압기를 3차원 모델링하여 유동 및 온도 분포를 해석한 결과, 변압기의 내부 온도 및 핫스팟 추적에 대하여 변압기의 수명에 대한 예측이 가능하며, 식물성 절연유를 사용한 전력용 변압기 온도 분포 해석결과는 식물성 절연유의 적용 및 냉각 설계 변경에 기초자료롤 활용될 것이다.