• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1324-1325
• /
• 2011

본 논문은 영구자석을 사용한 풍력발전기의 특성해석 기법에 관한 기초적인 연구로 시뮬레이션 해석기법을 적용하였다. 해석을 위한 발전기 모델은 SPMSG(Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Generator; 표면 부착형 영구자석 동기발전기)로 선정하였으며 정격출력은 750[kW], 정격회전속도는 25[rpm]rpm의 사양을 가지는 발전기의 특성에 관하여 해석을 수행하였다. 설계 및 해석 과정에서 영구자석의 형상을 주요 변수로 설정하고 자속밀도의 균일한 분포와 풍력 발전기의 정속운전 상태에서 발생하는 전기자 권선의 역기전력 파형을 확인하여 고조파 성분을 저감하는 것에 중점을 두고 특성해석을 수행하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2013.07a
• /
• pp.98-99
• /
• 2013

최근 빠른 산업발달에 따른 전력전자기술발전과 더불어 고효율 발전기 시스템에 대한 관심과 요구가 급증하고 있다. 이에 따라 영구자석 발전기 시스템에 대한 연구가 활발히 진행됨과 동시에 무효전력에 따른 전압강하를 방지하기 위한 보상장치에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. PMSG(영구자석 동기발전기, Permanent Magnetic Synchronous Generator)는 출력전압을 직접적으로 제어할 수 없기 때문에 출력전압을 제어하는 보조적인 장치가 필요하다. 본 논문은 PMSG에 부하가 걸렸을 때 무효전력으로 인한 전압강하를 보상하기 위한 전력회로와 제어기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.1230-1231
• /
• 2007

2MW 풍력발전기용으로 사용할 영구자석형 동기발전기 물리설계 과정을 설명하다. 기어비가 72.28인 3단 기어를 사용하여 영구자석 pole을 회전자 표면에서 3 mm 깊이로 삽입시켜 안정된 구조를 취했다. 토크, 인덕턴스, 유기전압, 손실, 온도분포 등을 계산하기 위해 전자기해석과 열해석 등을 통해 영구자석, 회전자, 고정자 등의 구조를 정하고와 크기를 최적화시켰다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.181.2-181.2
• /
• 2010

포항공과대학교 풍력특성화대학원에서는 STX Windpower의 풍력발전기 국산화 사업의 일환으로 2MW 직접 구동형 영구자석 동기발전기의 설계를 변경 하였다. 정격 출력 2.3MW급으로 정격 RPM은 16.5, 고정자 내경은 2.1m로 128극을 가지고 있다. 본 설계 발전기는 STX93 모델을 기반으로 하고 있으며, 기존 발전기보다 더 compact하고 더 높은 효율의 발전기로 설계 변경하였다. 본 논문에서는 발전기 물리 설계와 그에 따른 전자기 해석 및 열 분석을 수행하고 손실을 계산한다. 또한, 그 결과와 절차에 대하여 요약하고 기존 발전기와 설계 발전기를 비교 분석한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.1015-1016
• /
• 2007

원격 전력 시스템의 요구 증가로 인해 작고 효율적이며 경제성도 우수한 풍력 발전기의 시장이 확대되고 있다. 이러한 응용 분야를 위해서 최근 들어 직접 구동 영구자석 발전기에 많은 관심을 가지게 되었다. 본 논문에서는 유한요소해석을 이용한 저속, 고토크의 외전형 직접 구동 영구자석 풍력발전기 개발을 위한 설계 모델을 제안하였다. 여기서 발전기의 코깅 토크의 분석을 통하여 기동 토크를 최소화하는데 대한 연구를 수행하였다. 또한 역기전력과 동기리액턴스, 효율을 계산하였다. 설계 모델을 토대로 3kVA, 90rpm의 풍력발전기 시제품을 제작하였다. 마지막으로 시제품의 성능 시험 결과를 통하여 해석모델의 정확성을 증명하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.351-357
• /
• 2011

Rotor position is essentially required for vector control of permanent magnet synchronous generator(PMSG) and position sensor such as encoder are generally used for the purpose of position sensing. However, the use of position sensor degrades reliability of PMSG control system. This paper presents position sensor fault tolerant control method for PMSG control system. Sensorless position estimator based on extended electromotive force(EMF) is operated in parallel with sensored vector control to provide rapid reconfiguration capability to sensorless vector control at the moment of position sensor fault detection. Experimental results show the effectiveness of the proposed method.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.235-237
• /
• 2007

최근 신재생 에너지로 풍력 발전 시스템이 중요시 되고 있다. 이에 본 논문에서는 풍력발전 시스템의 Wind Turbine System을 영구자석형 동기기를 이용하여 시뮬레이션 모델을 구현하였다. 시뮬레이션 모델은 회전자 모델, MPPT 알고리즘, 영구자석형 동기기(PMSM) 등으로 구성되어있다. Wind Blade Rotor의 유체역학적 특성 및 가감속 제어전략을 이용하여 Wind Turbine System의 특성을 시뮬레이션 할 수 있도록 하였다. 본 연구 결과는 이후 영구자석형 동기기를 이용한 풍력발전기의 기초 자료로서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.109-117
• /
• 2009

In this paper, an analytical model using equivalent magnetic circuits for the PMA-SynRG is presented. The lumped parameter model (LPM) is developed from machine geometry, stator winding and machine operating specifications. By the LPM, magnetic saturation of rotor bridges is incorporated into model and it provides effective means of predicting machine performance for a given machine geometry. The LPM is not as accurate as finite element analysis but the equivalent magnetic circuits provide fast means of analyzing electromagnetic characteristics of PMa-SynRG. It is the main advantage to find the initial design and optimum design. The initial design of PMa_RSG is performed by LPM model and FEM analysis, and the final PMA-RSG design is optimized and identified by FEM analysis considering actual machine design. The linear LPM and the nonlinear LPM are programmed using MATLAB and all of machine parameters are calculated very quickly. To verify justification of the proposed design of PMa-RSM, back-EMF is measured.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1208-1209
• /
• 2011

본 연구는 영구자석형 동기발전기의 DC-link 정전압 제어에 대하여 연구하였다. 영구자석형 동기발전기에서 발생하는 선간전압은 발전기의 회전속도에 따라 크기가 달라지기 때문에, 일반적으로 정속도 운전을 통해 정전압 출력을 한다. 그러나, 차량용 발전기의 회전자 위치검출 센서는 먼지, 온도, 진동 등에 강인한 특성을 지녀야 한다. 홀 센서를 이용한 회전자 위치 검출 알고리즘을 제안하여 발전기에 기계적인 부착이 쉽고, 사용환경에 강인하기 때문에 회전자 검출 센서로 홀 센서를 사용하고자 한다. 홀 센서는 매우 낮은 분해능을 지닌 위치 검출 방식이기 때문에, 본 논문에서는 홀센서는 낮은 분해능을 보완한 새로운 알고리즘을 제안하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.17 no.11
• /
• pp.755-760
• /
• 2016

The demand for independent generators using renewable energy has been increasing. Among those independent generators, small wind turbine generators have been actively developed. Permanent magnets are generally used for small wind turbine generators to realize a simple structure and small volume. On the other hand, cogging torque is included due to the structure of the permanent magnet synchronous machine, which can be the source of noise and vibration. The cogging torque can be varied by the shape of the permanent magnet and core, and it can be reduced using the appropriate design techniques. This paper proposes a design technique that can reduce the cogging torque by changing the shape of the permanent magnets for SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor), which is used widely for small wind turbine generators. Evolution Strategy, which is one of non-deterministic optimization techniques, was adopted to find the optimal shape of the permanent magnets that can reduce the cogging torque. The angle and outer diameter of permanent magnet were set as the design variable. A 300W class wind turbine generator, whose pole/slot combination was 8 poles/18 slots, was designed with the proposed design technique. The properties of the generator, including the cogging torque and output voltage, were calculated. The calculation results showed that the cogging torque of the optimized model was reduced compared to that of the initial model. The design technique proposed by this paper can be an effective measure to reduce the cogging torque.