모터의 설계를 위해서는 여러 가지 방법에 의해서 해석을 먼저 수행하는 것이 필수적이다. 이를 위해서는 시스템에 대한 최적 모델링이 필수적인데 모터의 전자기적인 해석에는 비선형성이 크기 때문에 최적의 모델링이 쉽지 않다. 특히 집중권선 방식을 이용한 유도기는 자속의 집중으로 인해 고조파 발생 등 많은 문제점을 안고 있어서 실제로 유도기 설계시 설계자들이 많은 어려움을 겪고 있으며, 많은 설계자들은 대부분 등가회로를 이용한 방법으로 시뮬레이션하고, 자신의 경험을 바탕으로 시행착오를 거쳐 가면서 설계를 하고 있다. 그러나 그렇게 설계된 제품이 최적의 설계인지도 의문시 되는 경우가 대부분이다. 따라서 본 논문에서는 모터의 최적설계를 위하여 기존 개발한 집중권 방식 유도기를 대상으로 신경회로망을 이용하여 시스템을 모델링하였고, 그 결과를 확인하기 위해 기존 개발한 집중권 유도기의 실측치와 신정회로망을 이용하여 모델링한 방법을 비교, 제시하였다.
전력선에서 발생하는 자속으로 인해 주변 통신선이나 도체에 영향을 주는 유도장해는 특히 전력선의 지락사고 시 전력선에서 발생한 큰 자속이 주변 통신선 등에 쇄교하여 높은 전자유도 전압을 발생한다. 선로 정수를 계산하여 자체적으로 인덕턴스와 정전용량 계산이 가능한 EMTP를 통하여 154kV 전력선의 실측데이터를 바탕으로 1선 지락사고 시의 전력전송 등가모델을 구현하여 주변 통신선에 유도되는 전압을 시뮬레이션을 통해 자료를 얻는다. 이론적으로 알고 있는 유도장해를 실험을 통하여 확인함을 이 논문의 목표로 한다.
최근 철도 차량의 대부분은 인버터 제어에 의한 유도전동기를 채택하여, 많은 사용상의 이점을 내고 있다. 하지만 이 인버터 제어는 장치의 소형 경량화, 저비용화의 관점에서, 1대의 인버터로 복수의 유도 전동기를 구동하는 방식이 주류이다. 최근, 고성능화로 영구자석을 사용한 동기전동기는 산업용, 전기 자동차용과 모든 분야에서 주목을 받아, 소형 경량 고효율"의 특징을 살려서 유도전동기를 대신하여 고성능 모터의 주역이 되고 있다. 본 논문에서는 철도 차량용 주전동기로 이 영구자석 직접구동전동기를 개발하여 기존 유도 전동기와 비교하여 성능을 평가 하였다. 실험을 통해 영구자석 직접구동전동기는 기존 유도 전동기에 비해 고 효율화, 유지보수성 향상 등의 효과가 있음을 알 수 있다.
이 논문에서는 자기에너지 회생 스위치(MERS)를 이용한 3상 유도전동기의 역률개선을 목표로 한다. 기존의 MERS는 단상의 유도성 부하에 대해서는 간단한 제어방법을 통하여 역률을 개선시키는 효과가 있는 스위치로 알려져 있다. 이러한 스위치의 기능을 응용하여 논문에서는 실제 전철 등의 구동시스템에서 사용하는 3상 유도전동기 부하를 가진 시스템에 MERS를 적용시켰을 때 어떠한 이점들이 발생 하는지를 제안한다. 시뮬레이션을 위해 실제로 사용되는 3상 유도전동기와 이를 구동시키기 위한 컨버터와 인버터가 포함된 모터 구동 회로를 직접 구성하였다.
이 논문에서는 자기에너지 회생 스위치(MERS)를 이용한 3상 유도전동기의 역률개선을 목표로 한다. 기존의 MERS는 단상의 유도성 부하에 대해서는 간단한 제어방법을 통하여 역률을 개선시키는 효과가 있는 스위치로 알려져 있다. 이러한 스위치의 기능을 응용하여 논문에서는 실제 전철 등의 구동시스템에서 사용하는 3상 유도전동기 부하를 가진 시스템에 MERS를 적용시켰을 때 어떠한 이점들이 발생하는지를 제안한다. 시뮬레이션을 위해 실제로 사용되는 3상 유도전동기와 이를 구동시키기 위한 컨버터와 인버터가 포함된 모터 구동 회로를 직접 구성하였다.
송전선에 지락 사고가 일어났을 때 통신선에 생긴 전자유도 전압으로 부터 인체 및 통신용 기기를 보호하기 위하여 전자유도 전압을 제한하거나 감소시키는 것은 중요한 문제이다. 실제로 전력선과 통신선이 서로 접근하는 경우에는 전자유도로 인하여 잡음 장해등이 생긴다. 따라서 유도전압을 적정한 한계, 즉 어떤 제한값을 넘지 않도록 대책을 강구하게 된다. 그러나 이 제한값을 어떠한 조건, 어느정도의 크기로 정하는 것이 기술적, 경제적으로 타당한가는 대단히 어려운 문제이다. 이 제한 전압에 대해서 CCITT에서 권장한 값이 있지만 각국은 이 값을 그대로 적용하기 보다는 전력측과 통신측 쌍방이 협의하여 자기 나라의 실정에 맞도록 제한치를 정하고 이 값을 기준으로 하여 유도대책을 실시하고 있는 실정이다. 우리나라의 경우는 지금까지 막연히 일본의 경우에 따르거나 그렇지 않으면 항시 전력, 통신 쌍방이 논쟁하는 실정에 있었다. 금반 본 연구소에서 이 문제에 대하여 검토하였던 바 그 결과를 여기에 간략히 소개하고저 한다.
1940년대에 처음으로 암의 화학요법이 시도된 이래 많은 항암제들이 도입되어 사용되고 있다. 현재 항암제를 사용하여 비교적 치료율이 높은 암은 leukemia나 lymphoma와 같은 혈액암에 국한되어 있다. 고형암에 대하여는 고환암과 같은 극히 일부가 항암제에 의해 비교적 잘 치료되나 대부분은 여전히 치료가 되지 않고 있는 상태에 있다. 고형암의 발생빈도는 전체 암의 90%를 차지하고 있는 상태로 사망율이 매우 높아, 현대의 40대 이상 사망원인의 1위를 나타내고 있어 그 치료제의 개발이 매우 시급히 요구되고 있다. 이에 따라 고형암의 치료를 목적으로 많은 화합물들이 검토되어 왔다. 이중 최근 매우 큰 가능성을 보여주고 있는 diarysulfonylurea 유도체가 발견되어 임상시험에 도입됨으로서 이 화합물들에 대한 관심이 고조되고 있다. 이와 관련하여 고형암의 치료제를 개발할 목적으로 diarysulfonylurea의 특성과 강력한 항암효과를 발현하는 alkylating agent의 특성을 갖을 것으로 예상되는 새로운 2-alkoxy-1-arylsufonylimidazoline 유도체를 설계하고, 이들 유도체의 합성법을 개발하였다. 이들 유도체들은 일차적으로 생체내에서 DNA 또는 효소등에 alkylation을 일으킨후 diarysulfonylurea로 변하여 작용함으로서 보다 큰 항암효과를 발현할 것으로 기대된다.
이 논문에서는 자기에너지 회생 스위치(MERS)를 이용한 3상 유도전동기의 역률개선을 목표로 한다. 기존의 MERS는 단상의 유도성 부하에 대해서는 간단한 제어 방법을 통하여 역률을 개선시키는 효과가 있는 스위치로 알려져 있다. 이러한 스위치의 기능을 응용하여 논문에서는 실제 전철 등의 구동시스템에서 사용하는 3상 유도전동기 부하를 가진 시스템에 MERS를 적용시켰을 때 어떠한 이점들이 발생 하는지를 제안한다. 시뮬레이션을 위해 실제로 사용되는 3상 유도전동기와 이를 구동시키기 위한 컨버터와 인버터가 포함된 모터 구동 회로를 직접 구성하였다.
농형유도전동기의 회전자는 제조 과정중에 회전자 도체의 단선, 기포 발생으로 인한 회전자 도체의 저항 증가, 스큐 불량 등 여러 가지 고장이 발생될 수 있다. 이와 같은 고장은 유도전동기의 성능을 저하시키므로 회전자를 조립하기 전에 고장 유무를판단하면 조립에 드는 제조 비용을 절약할 수 있고 전동기의 신뢰성을 높일 수 있다. 본 논문에서는 이와같은 고장을 진단하는 방법의 하나로 유한요소법을 이용하여 회전자가 회전할 때 발생하는 전자석 코일에서의 유도 전류 파형을 검출하여 고장을 진단하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 타당성을 검층하기 위하여 5 Hp 삼상 농형유도전동기에 대해 고장전류를 검출하고 이를 해석 결과와 비교 분석하였다.
유도 가열 (Induction Heating; IH) 기기는 빠른 가열 속도, 안전성, 청결성 등의 장점으로 산업계와 가정에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존 IH 기기는 낮은 저항을 갖는 비자성체 용기를 가열할 때 1차측 스위치에 높은 전류가 유도됨으로써 스위칭 손실과 전도 손실이 증가하고 스위치 정격 전류량을 초과하는 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 용기 재질에 따른 임피던스 특성을 분석하여 비자성체 용기를 가열하기 위한 적절한 유도 가열용 직렬 공진형 컨버터의 새로운 스위칭 변조방식을 제안한다. 2 kW의 정격 전력을 가지는 유도 가열용 컨버터의 시작품을 사용하여 설계 방법론과 스위칭 변조 방식의 타당성과 성능을 검증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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