이 연구의 목적은 시각의 유도운동을 기반으로 하는 새로운 현기증 진단 방법을 제시하는데 있다. 시각의 유도운동은 주위환경이 움직임에 따라 고정된 물체도 움직이는 것처럼 느끼는 현상이다. 실험은 방음실에서 수행되었으며, 전체적인 시스템은 PC, 조이스틱, 프로젝터 그리고 스크린으로 구성되어졌다. 현기증의 크기를 정량적으로 측정하기 위하여 세 가지의 다른 주수온도(1$0^{\circ}C$, 2$0^{\circ}C$,3$0^{\circ}C$)를 사용하는 온도자극법에 의해 현기증이 유도되어졌다. 또한, 색의 변화에 의하여 유발되어지는 COP(center of pressure)의 변동을 찾기 위해 여섯 가지색이 유도운동에 사용되어졌다. 그 결과, 유도운동이 현기증과 높은 연관성이 있다는 것과 색의 변화가 인체의 균형에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 그렇지만, 색 자체의 변화보다는 집중도와 선명도가 뛰어난 색의 조합으로 구성된 유도운동 시스템이 필요하다는 것도 알 수 있었다. 결론적으로 시각의 유도운동이 현기증의 정량적인 측정에 유용함을 알 수 있었고 이 연구가 현기증 진단 시스템의 개발에 확장되어 쓰여질 수 있을 것이다.
이중여자 유도전동기의 두 3상 시스템중 하나는 직접 전원에 접속되어서 에너지 변환을 담당하고 다른 3상 시스템은 전류의 크기나 주파수를 제어할 수 있는 인버터에 접속되었다. 단일여자 모드에서 운전되는 기계는 유도모드만 가능하나 이중여자 모드에서 운전되는 기계는 유도모드와 동기모드 둘 다 가능하다. 동기모드에서 운전되는 이중여자 유도전동기의 효율은 유도모드나 기존의 유도전동기 보다 높으며 속도 제어용 인버터 정격은 일반적으로 기계정격보다 크지만 이중여자 시스템에서는 기계 정격의 일부로 가능하다. 동기모드에서 속도는 인버터 출력전류의 크기나 주파수를 가변함으로서 제어될 수 있으며 이중여자 유도전동기를 가변속도 시스템에 사용하면 다른 전기기계의 사용에 비해 유지보수비와 가격을 감소시킬 수 있다.
고성능 영구자석의 보급이 활발해지면서 기존 유도 전동기와 같이 상용전원에서 구동이 가능하고 동기전동기의 특성을 갖는 고효율 유도기동성 영구자석 전동기에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 유도기동성 영구자석 전동기는 회전자에 알루미늄 바와 영구자석이 설치되어 유도기의 원리로 기동이 되며 정상 속도에서는 동기 전동기의 특성을 갖게 된다. 이때 동기속도로 인입되는가의 여부를 판별하기 위한 기동 특성 해석은 매우 중요하다. 이러한 유도 기동성 영구자석 전동기의 기동시 특성을 해석하기 위해서는 종래의 유도 전동기의 과도 특성 해석 방법에 영구자석에 의한 영향을 고려해야 한다. 본 논문에서는 등가회로 해석 방법을 이용하여 유도 기동성 영구자석 전동기의 기동시의 특성을 살펴보고자 한다.
본 연구에서는 유도기의 사용 환경과 운전 조건을 고려하여 출력 1 [MW]급의 대형 유도기를 설계하였다. 유도기의 설계사양은 당사의 유도기 설계 프로그램(=등가회로법)을 통하여 전체적인 사양을 도출하였고, 기계 방정식과 결합된 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 세부적인 동특성을 해석하였다. 유도기의 설계 변수는 턴수, 슬롯면적, 운전전압으로 하였고, 구동 주파수 25~60 [Hzl의 범위에서 가장 효율이 높은 유도기를 설계하였다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 샘플용 유도기를 제작하고 부하 시험을 수행하여 해석결과와 비교하였다. 부하 시험은 구동 주파수 25$\sim$60 [Hz]의 범위에서 부하율을 25$\sim$100 [%]로 변화시켜 수행하였다.
대용량 유도전동기가 정지상태에서 기동할때 매우 큰 돌입전류에 의해 Voltage Sag를 유발하게 되며 유도전동기에 걸리는 기계적 토크보다 큰 전기적 토크가 가해지지 않으면 유도전동기는 기동에 실패하게 된다. 따라서 대용량 유도전동기의 기동을 위해서는 Voltage Sag를 줄이고 전동기의 가속에 필요한 기동토크를 인가할 수 있는 기동법이 필요하다. 본 논문에서는 유도전동기의 기동특성을 모의할 수 있는 모델링 기법을 제안하고 시뮬레이션에 의한 기동특성을 모의하여 적절한 기동법을 적용한다. 본 논문에서 사용한 대상 유도전동기는 한국수자원공사 취수장에서 운영하는 2500KVA 대용량 유도전동기를 사용하였으며 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다.
경기도 안산시 시화습지내에 위치한 하안 유도 시험장에 직선수로와 곡선수로를 시공하였다. 각각의 수로에 유도틀을 설치한 후 수리학적 특성을 분석하기 위해서 2차원 모형인 SMS를 이용하여 유량조건에 따른 유속 및 침식, 퇴적에 미치는 영향을 분석하고 예측하였다. SMS 모형 중 2차원 수리분석을 위한 RMA2 모형과 유사이송현황을 모의할 수 있는 SED2D 모형을 이용하여 하안유도 시험장에 적용하였으며 하안 유도 시험장은 크게 직선수로와 곡선수로로 구분하였다. 각각의 수로에 설치되는 유도틀은 ㄷ자형, ㄷㅂ자형, 직사각형, 마름모형이 있고, 총 10가지 경우로 하여 시험장 유도틀 형태별 2차원 수치모의를 분석하였다. 유속을 모의하기 위해 RMA2모형을 사용하였으며, 침식 및 퇴적을 모의하기 위해 SED2D모형을 사용하였다. 이러한 모의결과를 통해 실제 하천에서 유도틀 시공시 유량에 대한 하류 구간 대책을 수립하는 기초자료 활용하고자 한다.
본 논문에서는 비례항법 유도의 특성을 이용하여 수동 호밍 유도탄을 위해 탐색기의 lock-on 조건을 유지하면서 충돌각 제어를 할 수 있는 복합 유도법칙을 제안한다. 제안된 유도법칙은 두 가지 형태의 유도명령으로 구성되어 있다. 첫 번째 유도명령은 초기 유도단계에서 탐색기의 지향각(look angle)을 일정하게 유지키기 위한 것이고, 두 번째는 비례항법 유도명령으로서 특정 시선각 조건을 만족시킨 후 적용하여 원하는 충돌각으로 표적을 타격시키게 된다. 제안된 유도법칙은 유도탄의 탐색기 field-of-view(FOV)와 가속도 제한을 동시에 고려하고, 유도명령을 생성시키기 위해 표적 거리정보와 잔여비행시간(time-to-go) 정보가 필요하지 않기 때문에 수동 호밍 유도탄에 직접 적용할 수 있다. 다양한 비선형 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 유도법칙의 특성 및 성능 분석을 수행한다.
현재까지 개발된 다양한 형태의 유도법칙은, 유도개념에 따라 추적방식, 미사일과 표적에 의해 정의되는 방위각을 일정하게 유지시키는 유도법칙, 그리고 표적의 기동 예측에 기반한 유도법칙 등으로 분류할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 개념적인 유도목적을 일반화한 유도법칙을 제안하였다. 제안한 유도법칙은 충돌삼각형 상에서 정의된 목표각을 사용하는데, 목표각은 매개변수의 설정에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. 르야프노프 이론을 사용하여, 제안한 유도법칙은 목표각 오차의 반응이 1차 시스템과 동일함을 증명하였다. 그리고 자동조종장치의 동역학이 느릴 경우는, 목표각 오차 반응을 2차 시스템으로 모사할 수 있는 유도법칙도 제안하였다. 제안한 유도법칙의 유용성을 보이기 위하여 측정잡음을 포함한 시뮬레이션을 수행하고 결과를 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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