• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.1118-1119
• /
• 2015

본 논문에서는 2세대 고온초전도 선재를 이용하여 영구전류 모드 운전이 가능한 상전도 접합부가 없는 초전도 모델 코일을 제작하고, 영구전류 인가를 위해 플럭스 펌프형태의 소규모 초전도 전원장치를 제작 77 K 운전 온도에서 영구전류 충전 시험을 진행하였다. 플럭스 펌프는 영구자석을 이용한 회전 자속형으로 제작되었고, 2세대 고온초전도 선재를 이용한 영구전류 마그넷의 적용에 필요한 초전도 전원장치의 기초 특성연구를 수행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.04b
• /
• pp.12-14
• /
• 2009

초전도 DC 마그네트에 영구전류 (Persistent Current)를 흘리기 위해서는 초전도 접합(Superconducting Joint)이 필요하다. 저온 초전도 선재는 초전도 접합이 가능하며 고온 초전도체 중 BSCCO 선재로도 초전도 접합을 만들 수 있다. 그러나 최근 개발되어 향후의 초전도기기에 적용될 2세대 초전도 선재인 ReBCO CC(Coated Conductor)로는 아직 초전도 접합을 만들 수 없다. 본 연구에서는 광폭 선재의 중심을 가르고 양 종단부가 그대로 붙여진 형태의 선재를 이용하여 영구전류를 홀릴 수 있는 고온 초전도 마그네트를 제작하였다. 영구전류 초기 충전을 위하여 1.2 m 길이의 ReBCO 도체 종단부에 스테인리스 히터를 부착하여 영구전류 스위치를 구성하였다. 발생된 자기장의 시간적 균일성을 측정하기 위하여 34 시간동안 홀센서를 사용하여 대기압 액체질소 77.3 K에서 자기장을 측정하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
• /
• v.45 no.2
• /
• pp.193-198
• /
• 1996

Low power superconducting persistent current switch(PCS) for the superconducting magnet systems in the persistent mode was developed and its experimental results were analyzed when the system was charged or discharged. The multifilament NbTi wire with Cu matrix was used for the PCS. The constructed NbTi superconducting switch with superconducting magnet system operated successfully. It also operated on-off switching action with good stabilization. The maximum operating current in persistent mode was 60A (at 1T). In persistent current mode, the decay of the persistent current at 60A was observed. Its decay was 3.55% in 60 min. It is possible to make the persistent current switch with the better decaying of persistent current if some problems for joint resistance are solved.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2005.07d
• /
• pp.2561-2563
• /
• 2005

영구자석 매입형 동기전동기(IPM)의 전류제어는 표면부착형 동기전동기(SPM)보다 더 복잡하다. 그 이유는 전류에 대한 최대토크특성 때문이며 고성능 토크제어를 위해서는 d-전류와 q-전류를 독립적으로 제어를 할 수 있는 방법이 필요하다. 그러나 전류들간의 상태커플링 때문에 독립적으로 제어하기가 어려우므로 상태 디커플링이 필요하다. 상태디커플링은 인턱턴스에 의해 생기며 인턱턴스의 변화 때문에 상태디커플링이 쉽게 이루어지지 않는다. 그러므로 인턱턴스의 불확실성에 대처할 수 있는 디커플링 방법의 개발을 바탕으로한 전류들의 독립적인 제어가 필요하다. 본 논문은 슬라이딩 모드제어기법을 이용하여 디커플링할 수 있는 방법을 제안하기로 한다. 기본적인 제어방법은 PI제어이며 슬라이딩모드를 이용하여 PI제어의 성능을 향상시키는 접근방법으로도 생각할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2002.07b
• /
• pp.939-942
• /
• 2002

본문의 내용은 영구자석을 사용한 단상 브러시리스 모타의 구동을 위한 H-Brdige 구동회로에 적용된 전류제어 회로에 관한 실험결과이다. 부하전류가 목표치 이상인 경우 enable 를 차단하면 순간적으로 센서저항의 전위가 0 으로 되고 이로인해 다시 순간적으로 스위칭이 이루어 지므로 매우 빠른 주기로 스위칭을 반복한다. 이 문제점을 해결하기 위하여 래칭회로를 필요로 하는데, 본 제안에서는 두 개의 NAND GATE 와 하나의 NOT GATE, 그리고 RC network 를 조합하여 LIP-FLOP 과 시지연을 이루는 방법을 실현하였다. 이와 같은 전류제어회로는 constant off time 의 특성을 가지는데, 일반적으로 사용되는 PWM 제어회로에 비하여 매우 단순하면서도, 저항부하 및 모타부하에 대해 공히 능동적으로 작동함을 입증하고 있다. 본문에서는 제안된 전류제한회로의 구조와 H-bridge 구동모드, 그리고 전기적 특성에 대한 연구결과를 설명한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1288-1289
• /
• 2011

세계가 점차적으로 "전화(電化)"됨에 따라 전기 에너지의 효과적인 분배와 사용이 급격히 중요하게 되었다. 일반 도체를 통한 전류의 흐름은 도체의 저항에 의해 줄열을 발생시켜 전기 에너지의 손실을 일으키고 결국은 에너지와 경제적 자원의 낭비를 초래하게 된다. 초전도체의 저항은 직류 전류에서는 0, 교류 전류에서는 거의 0이기 때문에 초전도체를 이용하면 전력 소자 및 기기의 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있는 반면에 모든 전기 시스템의 효율을 향상시킬 수 있고, 에너지 사용의 절감에 따라 환경 문제에 도움을 줄 수 있다. 사고 전류 제한기의 설계에 있어서, 권선형태에 따른 솔레노이드 마그네트와 팬케이크 마그네트를 설계, 제작하여 자장 특성 및 한류 특성을 비교 하였다. 2세대 고온 초전도 선재로 불리는 YBCO 박막형 초전도 선재를 이용하여 동작 전류 증대를 위한 다병렬 솔레노이드 마그네트와 다병렬 팬케이크 마그네트를 제작하였다. 이를 이용하여 440 V/ 630 A급 초전도 사고 전류 제한기와 2 kA 급 대전류 통전 사고 전류 제한 모듈을 설계, 제작하여 단락 특성 시험을 수행하였다. 한편, 자장 응용 기기에 적용 가능한 더블 팬케이크 마그네트를 제 2 세대 초전도선재를 이용하여 설계, 시작하였다. 2세대 선재는 1세대 선재에 비하여 20 T 이상의 외부 자장에 대한 특성이 우수하여 고자장 마그네트 시스템에 더욱 적합하다. 이에 초전도 마그네트 보호를 위한 상전도 영역 전파 실험을 수행하여 CC 선재의 안정도를 측정하였다. 또한 영구전류모드 운전과 플럭스 펌프를 통한 전류 충전에 대한 연구도 병행하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.245-246
• /
• 2015

본 논문에서는 삼중 델타 전원과 새로운 커먼-모드 필터 결선을 통해 스위칭에 의한 고조파를 저감하는 방법을 제안한다. PWM에 의해 생성되는 측대파 고조파(Sideband harmonics) 위상을 분석함으로써, 인터리빙 운전 시 삼중 델타 전원 연결과 제안된 커먼모드 필터가 측대파 고조파 전류를 크게 저감할 수 있음을 보인다. 3개의 고정자 권선을 가지는 영구자석 전동기를 이용하여 제안된 필터의 유효성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.234-234
• /
• 2012

Saddle field ion source는 구조가 간단하고 영구자석을 사용하지 않아 소형화에 유리하고 구조가 간단한 DC 파워서플라이를 이용하기 때문에 장치 가격이 저렴하여 다양한 분야에서 응용되고 있으며 특히 이온빔 밀링 분야에 많이 사용된다. 초기 saddle field ion source 는 대칭형의 구형이었으나 지속적인 연구 개발로 와이어형, 원판형, 원통형 등 다양한 형태의 saddle field ion source가 개발되었다. 본 연구에서는 비교적 제작이 용이하고, 구조적으로 외부간섭에 대하여 덜 민감한 원통형 saddle field ion source를 제작하였다. 초기 saddle field ion source는 이온원 내부에 saddle field를 형성하기 위하여 대칭 구조를 가지 형태로 제작되었으나, 비대칭 구조에서도 saddle field가 형성될 수 있고 비대칭 구조를 채택할 경우 한쪽으로 더 많은 이온빔을 인출할 수 있기 때문에 실제 응용면에서는 비대칭 구조가 더 유리하다. 따라서 본 연구에서는 원통형 비대칭 saddle field ion source를 제작하였으며, 제작된 이온소스는 높이가 62 mm 지름이 55 mm의 소형 이온소스였다. 제작된 원통형 saddle field ion source는 진공도와 가속전압에 따라 방전 모드 변화하였다. Saddle field ion source는 전극과 extractor의 구조에 따라 조금씩 다르지만 대체로 5x10-5 Torr ~ 5x10-4 Torr 영역에서 안정적으로 작동하였다. 이온소스 내부의 압력이 높을 경우 수십 mA 의 방전 전류가 흐르는 고전류 방전 모드로 작동하였으며 압력이 낮을 경우에는 동일한 전압에서 수 mA 의 방전 전류만 흐르는 저전류 방전 모드로 작동하였다. 압력이 더 높아질 경우 아크 방전이 발생하여 이온소스의 작동이 불안정하여 연속적인 작동이 어려웠다. 고전류 방전 모드에서는 이온빔 전류가 Child-Langmuir 방정식에 따라 Vi3/2에 비례하여 증가하는 경향을 보여주었으며 저전류 방전 모드에서는 Vi에 선형적으로 증가하였다. 가속 전압이 동일한 경우 고전류 방전 모드가 저전류 방전 모드에 비하여 더 많은 이온빔 인출이 가능하지만, 고전류 방전 모드의 경우 이온의 방출 각도가 매우 넓은 반면 저전류 방전 모드에서는 이온빔의 퍼짐이 현저히 줄어듦을 관찰할 수 있었다. 원통형 saddle field ion source는 내부 구조가 간단하기 때문에 내부 전극의 구조 변화에 따라 방전 특성 및 이온빔 인출 특성이 심하게 변동하였다. Saddle field ion source에서는 Anode에 인가되는 방전 전압이 가속 전압과 같은 역할을 하는데 가속 전압은 2~10 kV 사이에서 인가가 가능하였다. 일반적으로 동일한 방전 모드에서 진공도가 높아질수록 방전 전류의 양과 인출되는 이온의 양이 증가하는 것이 관찰되었다. 제작된 이온소스는 최적 조건에서 5 mm 인출구를 통하여 0.7 mA의 이온빔 인출이 가능하였으며, 9 mm 인출구를 사용한 경우 1 mA까지 이온빔 인출이 가능하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.491-492
• /
• 2015

본 논문에서는 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 수학적 모델을 기반으로 한 플라이휠 에너지 저장 시스템을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 모델링 하였다. PMSM의 센서리스 벡터 제어를 위해 속도 및 전류 제어기를 구현하였으며, PI형 상태 관측기를 이용한 역기전압 추정기와 PLL 기반의 위치/속도 추정기를 구현하였다. 초기 기동시 역기전압 추정기반 센서리스 제어 방식은 회전자의 위치를 정확히 추종 할 수 없어 Open-Loop 알고리즘을 통하여 동기 전동기를 구동시킨다. 플라이휠 에너지 저장 시스템의 센서리스 제어 알고리즘은 충전 모드와 발전 모드에서의 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.447-448
• /
• 2011

본 논문은 영구 자석형 동기 발전기(PMSG)를 사용하는 소형풍력발전기의 고조파 제거 및 단위 역률 효과를 갖는 AC-DC 컨버터에 관한 내용이다. 가변속도로 제어되는 풍력발전기는 입력전압 및 전류에 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 제안된 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 정류기 형태로 인덕터 전류가 불연속모드(DCM)로 동작되며, 입력전류의 고조파를 제거하여 단위 역률을 갖는 단상 220V, 3kW의 소형풍력발전기용 컨버터이다.