• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.1
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• pp.97-102
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• 2016

Since vibrations in rotating machinery is a direct cause of performance degradation and failures, it is very important to predict the level of vibrations as well as have a method to lower the vibrations to an acceptable level. However, the changes in balancing during installation and the vibrational modes of the support structure are difficult to predict. This paper presents a method for predicting the unbalanced response of a turbo-compressor supported by active magnetic bearings (AMBs). Transfer functions of the rotor are obtained through system identification using AMBs. These transfer functions contain not only the dynamics of the rotor but also the vibrational modes of the support structure. Using these transfer functions, the unbalanced response is calculated and compared with the run-up data obtained from a compressor prototype. The predictions revealed the effects of the support structure, validating the efficacy of the method.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1986.06a
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• pp.26-29
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• 1986

회전축계의 강제진동으로 가장 전형적이고 공업상 중요한 것은 넓은 의미로서 불평형 진동이다. 불평형은 회전체의 제작상 피할 수 없으며 진동이 전혀 문제가 되지 않는 정도로 제작하는 것은 경제적인 면에서도 불가능하다. 지금까지 미끄럼 베어링으로 지지된 회전축계의 불평형 응답 특성에 대하여는 여러 연구자에 의해 연구가 진행되고 있다. 수중에서 운전되는 펌프는 물의 감쇠작용 때문에 축진동 문제는 적다고 생각되어 펌프의 축진동에 관한 보고는 별로 없다. Black은 펌프의 축진동을 연구하여, 시일부분이 축진동 응답에 큰 영향을 미치는 것을 보였다. 그러나 시일형상에 따른 유체력 평가가 충분히 구명되지 않았기 때문에 환상 시일부분의 틈새,폭경비 및 압력차 등이 펌프진동에 어느 정도 영향을 미치는가가 충분히 검토 되어 있지않다. 이에 저자는 펌프용 시일의 유체력에 의한 진동 특성에 관한 일련의 연구를 진행하여 각종 시일의 유체력을 해석하였고, 이 유체력이 회전축계의 안정성에 미치는 영향을 검토하였으며 범용 안정성해석 프로그램을 개발하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.23 no.2
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• pp.201-209
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• 1999

This paper presents a general analytical method for analyzing mechanical unbalance response of unbalanced electromagnetic forces produced in induction motors with an eccentric rotor and a phase unbalance. The equations to be solved are a set of second order differential equations which give matrices with periodic coefficients that are a function of time due to the unbalanced electro-magnetic force. Unbalance response is processed by Newmark $\beta$ method. Two examples are given including an industrial application. The results show that the method proposed is satisfactory.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.175-177
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• 2020

본 논문은 부하의 유동성이 큰 철도 시스템의 특성으로 발생하는 전력 불평형을 개선하기 위해 전력보상장치의 전력품질 및 안정도 향상을 위한 기법을 제안하였다. 철도 부하의 경우 3상의 전력을 공급받아 스코트 변압기를 통해 2개의 단상 선로 M, T상에 공급해주는 형식으로 이때 2개의 단상 측에서 서로 다른 부하가 발생할 경우 3상측에서 불평형이 발생한다. 스위칭 과정에서 발생하는 전력손실 감소를 위해 600Hz의 낮은 스위치 주파수를 이용하며, 전력품질 및 안정도 향상을 위해 12kHz의 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링과 제어간의 오차를 감소시켰으며, 빠른 응답성을 갖는 모델예측제어를 제안하였다. 위와 같은 내용을 실험을 통해 전력보상장치의 전류 불평형률을 4.46%까지 감소시켰으며, 불평형을 60Hz 한주기 내에 해결하는 빠른 응답성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.07a
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• pp.305-308
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• 2007

본 논문에서는 전력품질 향상용 전력전자기기의 제어에 중요한 정보인 전원의 위상각을 검출하는 기존의 방법들에 대해서 먼저 알아보고, 그 중 불평형한 전원단 전압조건에서도 정확한 위상각을 검출할 수 있는 전차원 상태관측기를 이용한 정상분 전압 추출 PLL(Phase Locked Loop) 방법을 제안한다. 제안된 PLL 방법은 기존의 전역 통과 필터(APF, All Pass Filter)를 이용한 정상분 전압추출기 대신 전차원 상태관측기를 사용함으로써 불평형사고 발생 시 과도상태 응답특성을 개선하였다. 기존의 정상분 전압 추출 PLL 방법과 본 논문에서 제안된 PLL 방법의 성능을 비교하기 위해, 전원단 전압에 불평형 사고 발생시 위상각을 검출하는 모의실험과 실험을 하였고, 이를 통해 기존의 전역 통과 필터를 이용한 정상분 전압 추출 PLL 방법보다 제안된 전차원 상태관측기를 이용한 정상분 전압 추출 PLL 방법의 과도상태 응답특성이 개선됨을 입증하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.13 no.2
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• pp.145-151
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• 2008

This paper proposes the PLL method using positive sequence voltage which is estimated by full-order state observer to find an accurate phase angle under the condition of unbalanced utility voltage. The proposed method uses the full-order state observer instead of existing method(APF All Pass Filter) to find a positive sequence of a utility voltage and this proposed method improves transient response of an estimated phase angle when a three-phase utility voltage becomes unbalanced. To compare proposed method withexisting method, experiments have been done for a phase angle detection of utility voltage when a three-phase utility voltage becomes unbalanced. Their results show that transient state response of proposed method is improved.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.362-372
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• 1989

It is important in design of vertical pumps to consider external excitation in addition to rotor vibration due to unbalance. In this study, a model of a vertical pump was developed for the analysis of its dynamic response. The vertical pump was modeled with lumped masses and springs which represent multi-cylindrical and rotor structure. A dynamic simulation program was developed and numerical calculation on the above mentioned problems were carried out.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.34-36
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• 2019

본 논문은 교류전기철도의 불평형 부하로 인해 야기되는 3상 계통 전력의 불평형 특성을 저감하기 위한 제어 알고리즘을 제안하였으며, 전력보상장치 설계 및 이를 적용한 실험을 통해 성능을 검증하였다. 전기철도 시스템과 동일하게 3상 전압을 2개의 단상 전압으로 변환하는 스코트 변압기를 적용하였으며, M상과 T상 출력 단에 부하 및 3레벨 백투백 컨버터가 연계되어 구성된다. 백투백 컨버터는 M, T상의 불평형 부하 간 발생하는 유효전력의 차이를 실시간으로 감시하고 양방향 특성을 이용해 전력을 보상하는 역할을 수행한다. 백투백 컨버터의 유효전력은 동기좌표계 PI 제어를 통해 수행되며, DC 링크 전체 전압 및 밸런싱 제어는 시스템의 응답성 향상을 위해 M, T상 컨버터가 공동으로 분담하여 제어한다. 제안된 전력보상장치의 성능 확인을 위해 M상 5kW, T상 1kW 불평형 부하가 연계된 조건에서 시뮬레이션 및 실험을 진행하였으며, 실험 결과 전력보상장치의 동작 후 3상 전류의 불평형률이 65.04%에서 6.38%로 58.66% 저감되는 것을 통해 본 논문에서 제안하는 전력보상장치의 우수한 성능을 검증하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.5 no.3
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• pp.254-260
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• 2000

일반적으로 3상 PWM AC/DC 컨버터는 정상상태에서의 효과적인 오차제거 및 빠른 과도응답 특성을 얻기 위해 동기좌표계상으로 모델링하여 제어한다. 그러나 이와 같은 제어기는 입력전압이 평형일 경우를 전제조건으로 하므로, 입력전압이 불평형일 경우 입력전류와 직류링크 전압에 2차 고조파 성분이 나타나게 된다. 본 논문에서는 불평형 입력전압 하에서 컨버터 시스템의 입력전류와 직류링크 전압에 발생하는 2차 고조파 성분을 최소화하기 위한 새로운 제어기법을 제안하였다. 입력측 역기전력 성분으로 간주할 수 있는 동기좌표계상의 전압을 입력전압의 상태에 따라 변동하였으며, 전류지령치를 무효전력과 2차 고조파 유효전력을 선택적으로 제거하도록 선정하였다. 입력전압의 분석은 동기좌표계상에서 수행되어지며, 각 상의 위상과 진폭의 검출이 불필요하다. 제안한 제어기법은 매우 간단하며 불평형 입력전압 상태에서 입출력 시스템의 고조파 왜란을 효과적으로 제어할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.1022-1027
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• 2007

This paper presents a method to analyze the unbalance response of a high speed polygon mirror scanner motor supported by sintered metal bearing and flexible structures by using the finite element method and the mode superposition method considering the asymmetry of the gyroscopic effect and sintered metal bearing. The eigenvalues and eigenvectors are calculated by solving the eigenvalue problem and the adjoint eigenvalue problem by using the restarted Arnoldi iteration method. The decoupled equations of motion can be obtained from global finite element motion equations by using the orthogonal relation between the right eigenvectors and left eigenvectors. The decoupled equations of motion are used to analyze the unbalance response of a high speed polygon mirror scanner motor. The validity of the proposed method is verified by comparing the simulated unbalance response with the experimental results.