• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.53-59
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• 2007

현재 화석연료에만 의존하는 에너지 시장을 변화시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있는 가운데 신재생에너지(연료전지, 풍력, 태양광 등)를 복합적으로 활용한 분산전원시스템에 관한 관심이 증가하고 있다. 이 가운데 풍력 발전시스템은 발전효율, 가격 측면 등에 있어 많이 연구되고 있다. 그러나 풍력발전시스템의 경우 난류가 되기 쉽고, 풍향이나 풍속이 수십초의 간격으로 변화하기 때문에, 바람의 에너지를 최대한 이용하는 최대전력점추종(MPPT)제어기의 역할이 가장 중요하다. 본 논문에서는 풍속과 풍차, 전력에 관한 정보를 사용하는 것으로 이전방식보다 간단한 MPPT를 제안하였다. 제안한 제어기는 시뮬레이션을 통하여 정격속도와 가변속도에서 항상 전력의 최대전력점에서 제어기가 동작하고 있다는 것을 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.32-43
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• 2007

IPMSM은 하중에 비하여 고출력으로 인하여 전기자동차에 널리 보급되고 있다. 본 논문은 적응 학습 퍼지-신경회로망과 ANN을 이용한 IPMSM드라이브의 최대토크 제어를 제시한다. 이러한 제어 방법은 인버터의 정격전류 및 전압값의 범위를 고려한 전속도 영역에 적용 된다. 본 논문은 적응학습 퍼지-신경회로망을 이용하여 IPMSM의 속도제어와 ANN을 이용하여 속도를 추정을 제시한다. 신경회로망의 역전파 알고리즘은 전동기 속도의 실시간 추정을 제시하는데 사용된다. 제시된 제어 알고리즘은 적응학습 퍼지-신경회로망과 ANN 제어기를 IPMSM 드라이브에 적용된다. 최대토크에 의해 제어된 동작 특성은 세부적으로 실험한다. 또한 본 논문은 적응 학습 퍼지 신경회로망과 ANN의 효과를 결과 분석을 통해 제시한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.60-67
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• 2007

본 논문에서는 전력계통에서 발생되는 surge나 고장전류에 의해서 변압기의 고압측 권선에 선간단락이 발생할 경우 유도되는 전자력의 크기를 유한요소 전자계해석 프로그램을 이용하여 해석하는 방법을 제안하였다. 연구에서 사용된 배전용 변압기 model은 1[MVA], 22,900/220[V] 단상 외철형 Cable 권선형 변압기로서 권선간 단락을 모의하는 방법을 제안하고, FEM 프로그램(FLUX2D)을 이용하여 단락전류와 각방향의 전자력을 계산하고 분석하였다. 누설자속분포, 권선단락 시 전압 및 전류파형, 권선간에 작용하는 힘의 변화와 분포를 계산하였다. Simulation 방법의 타당성을 검증하기 위하여 이론치와 Pspice 프로그램을 이용하여 계산한 결과와 5[%] 이내의 오차율로 아주 잘 일치함을 확인하였다. 선간단락전류는 정격전류의 약 400배이며, 전자력도 $20{\sim}200$배 정도로 급증하였다. 본 연구의 결과는 배전용 변압기의 신뢰도 향상을 위하여 변압기 코일과 절연구조 설계에 유용한 정보를 제공하게 될 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.93-101
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• 2010

본 논문에서는 터보차저 엔진에서 중요한 문제로 대두되는 응답 특성을 규명하고, 전 부하뿐만 아니라 빈번하게 운행되는 부분 부하 조건 하에서의 엔진 성능을 분석하고자 한다. 시험 결과 컴프레서의 압축비는 1260 rpm 까지는 직선 형태로 급격히 증가하고 이후에는 약 2.5 정도로 완만하게 증가하는 것으로 나타났다. 이때 제동 평균 유효 압력도 압축비에 따라 1260 rpm 까지는 직선적으로 급격하게 증가하다가 1600 rpm 이후부터는 급격히 감소하였다. 과급압이 증가될수록 연비, 공기 과잉률, 제동 평균 유효 압력이 향상되나 중저속 영역보다는 정격 회전수로 갈수록 높아지는 경향이 크게 나타나고 있다. 터보차저는 약 1260 rpm 에서부터 안정적으로 작동되는 것으로 나타났으며 저속 영역에서는 과급기의 특성상 효율이 낮게 나타났다. 이 연구의 결과는 터보차저 엔진의 안정적 부하와 속도 제어 방법에 응용할 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.189-197
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• 2004

고가공도체의 최대허용전류인 열용량은 일반적으로 IEEE P738 기준에서 주어진 것과 같은 열평형 방정식을 기초로 계산된다. 이 정격은 기온, 풍속, 풍향 및 태양열과 같은 기상조건의 함수로 주어진다. 이러한 기상 파라미터들 중에 풍속은 그 값이 아주 작게 나타날 때 송전용량 결정에 강한 영향을 준다. 따라서 송전용량 모니터시스템에서 사용되는 풍속계 대부분은 낮은 감도와 실속 특성을 가지므로 부정확한 결과가 나타난다. 본 논문에서는 풍속계를 사용하지 않고 가공송전선의 동적송전용량을 결정하기 위한 새로운 방법을 도입한다. 풍속을 2개의 간접도체의 온도로 추정하고 실험을 통하여 추정풍속으로 구한 동적송전용량이 기상모델로 구한 결과와 매우 근접함을 밝혔다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.281-288
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• 2002

본 논문은 영구자석 여자 횡축형 선형 전동기(TFLM)를 이용한 가진기 제어 시스템을 구현하고자 한다. 제안된 가진기는 대상 물체에 정격 전류에서 최대 700[N]의 가진력과 넓은 변위 및 주파수 운전 범위를 갖는 진동운동을 제공한다. 또한 가진기에 적용된 TFLM은 구조적으로 높은 추력비(전동기 추력/전동기 중량=N/Kg)를 가지므로 전체 시스템의 부피가 감소된다. 따라서 기존의 유압식 가진기를 제안한 가진기로 대체할 경우 효율 및 유지, 관리면에서 많은 장점이 있다. 가진 제어를 위한 제어기의 입력은 가진 주파수와 변위이며 제어량은 이동자의 순시 위치와 속도이고 출력은 가진기에 인가되는 전류이다. 이 전류는 전압형 PWM 컨버터로 제어된다 우선 가진기 제어시스템의 제어 알고리즘과 운전 특성을 고찰하고 해석하기 위해 동적 시뮬레이션을 수행한 후 DSP 제어기와 IGBT PWM 컨버터를 구현하여 실제 실험 결과와 비친, 검토하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.96-101
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• 2011

본 연구에서는 수평축 조류발전용 터빈 블레이드 설계 및 성능평가가 가능하도록 블레이드 끝단 손실모델을 고려한 블레이드요소 운동량 이론을 적용하여 설계를 수행함으로써 관련 설계기법을 확립하였고 최종적으로 설계 및 성능평가를 위한 국산 소프트웨어의 개발을 완료하였다. 개발된 성능평가 소프트웨어인 MCT-Blade V2.0을 통해 2MW급 블레이드 설계 및 성능평가를 수행하였으며, ANSYS FLUENT 상용코드를 이용하여 BEMT에 의한 성능평가 결과의 타당성을 검증하였다. 2.5m/s 정격유속에서 BEMT에 의한 기계적 출력은 2,121kW로써 전기적 출력을 만족하였지만, CFD에 의한 기계적 출력은 1,901kW로써 목표출력에 다소 부족한 결과를 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.675-681
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• 2011

본 논문에서는 선박평형수 처리시스템의 핵심부품인 중압 자외선 램프와 자기식 안정기의 설계 및 제작에 대하여 기술하였다. 자외선 램프의 최적 방전조건을 확보하기 위하여 봉입되는 아르곤 가스와 수은량 변화에 따른 전기 광학적 특성변화를 분석하였다. 시제작 램프의 전압은 490 [V], 전류는 8.6 [A], 전력은 4.0 [kW]이며, 자외선 세기는 현재 사용되고 동등한 제품과 비교해 15 [%] 이상 향상되었다. 자기식 안정기는 이론적 해석과 시뮬레이션을 통해 UI 코어를 사용한 단상 내철형으로 설계하였으며, 무부하 전압은 920 [V]이고 정격출력은 8.5 [kVA]이다. 시제작 자외선 램프 및 안정기를 적용한 350 [$m^3/h$]급 선박평형수 처리시스템에서 해수에 포함된 플랑크톤 사멸률을 평가한 결과 99.99 [%] 이상으로 IMO에서 정한 규정을 만족하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.344-350
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• 2013

본 연구는 200 W급 자이로밀형 수직축 풍력터빈 로터 블레이드 형상에 대한 구조 안정성을 평가하기 위하여 단방향 유체-구조 연성 해석 기법(FSI: Fluid-Structure Interaction)을 적용한 구조해석을 수행하였다. 설계된 수치해석 모델에 대한 3차원 모델링 형상 데이터를 이용하여 격자를 생성하고, 풍력터빈 유동장에 대한 유동해석을 수행하여 구해진 압력데이터를 구조해석 모델에 맵핑한 후 단방향 유체-구조 연성 해석을 수행하였다. 단방향 유체-구조 연성 해석에서 평가되는 최대응력과 각 물성데이터의 항복강도기준으로 안정성을 평가하였다. 유동해석은 정격풍속 10 m/s와 극한 풍속 60 m/s에 대하여 수행하였다. 구조해석 결과로 최대변형량은 블레이드 상부 끝단 측면에서 나타나며, 최대등가응력은 블레이드 외면과 내부 보강재 부분, 스트럿 부분에서 나타나지만, 재료의 항복강도와 최대등가응력 비교시 안전율이 2.21이므로 구조적으로 안전함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.505-511
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• 2015

고체 산화물 연료전지는 $800{\sim}1000^{\circ}C$의 고온에서 작동한다. 고온 작동은 효율에 유리하지만 재료 요구 조건, 신뢰성, 열팽창 문제 등이 발생하여 온도 제어가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 시스템의 열관리를 위한 상태 공간 제어기를 설계하고 응답 특성을 확인하였다. 연료전지 스택과 열관리 핵심부품인 촉매연소기는 집중 용량법을 이용한 과도 응답 모델을 개발하였고, 구성품과 통합하여 정적 운전 특성을 확인하였다. 개발된 비선형 시스템을 정격 운전 조건에서 다중 입력과 출력이 가능한 상태 공간 식으로 선형화하였다. 부하에 따라 응답특성이 현저하게 달라지는 특성을 제어하기 위해 LQR 제어기를 설계하여 궤환 제어 시스템의 온도를 제어하였다. 상태 궤환 제어기가 적어도 두 개의 제어 게인을 가지고 운전 영역에 따른 응답을 보여줄 때, 원하는 온도 응답을 나타냄을 확인하였다.