기존 위상 변조 PWM 풀 브릿지 컨버터들의 그 단점인 좁은 영전압 스위칭 범위, 큰 순환 전류, 큰 듀티 사이클 손실, 그리고 심각한 이차측 전압 스트레스를 개선 할 수 있는 컨버터를 본 논문에서 발표한다. 제안하고자 하는 컨버터는 일차측에 두 개의 하프 브릿지 인버터들로 구성되어 있으며, 변압기를 통해 이차측에서 직렬로 연결된다. 출력 전압은 두 하프 브릿지의 스위칭 레그들의 위상 변조로 제어 된다. 이차측에는 두 개의 저전류 정격의 다이오드를 추가적으로 갖는다. 이러한 구성으로 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖고, 순환 전류 또한 제거된다. 더불어 이차측 전압 스트레스가 낮아지고, 출력 필터 인덕터의 크기 또한 50%이상 작아진다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증한 결과 또한 발표한다.
기존의 부스트 컨버터는 출력 전압이 커질수록 스위치와 다이오드의 전압, 전류 스트레스가 커지고 다이오드 역 방향회복에 의한 서지로 인해 실제 사용 가능한 승압비가 제한된다. 본 논문에서는 고승압 응용에 적합한 새로운 비절연 부스트 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 듀티비 0.5로 약 6배의 승압비를 가지며 CCM에서도 ZVS 스위칭이 가능하므로 넓은 ZVS 영역을 갖는다. 또한 스위치와 다이오드 전압정격이 출력전압의 1/3로 작고 인터리빙이 가능하여 입출력 수동소자의 정격도 작다. 다이오드도 ZCS 턴오프 동작으로 인해 역방향 회복에 의한 서지가 거의 없다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 설명하였고 이론적 해석과 시뮬레이션 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.
동력경운기(動力耕耘機) 탑재용(搭載用) 디젤 기관(機關)은 정격출력(定格出力) 범위내(範圍內)에서는 작업시(作業時)에도 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 부족(不足)하여 과열(過熱)되고 있다. 따라서, 기관(機關)의 적정(適定)한 냉각수(冷却水) 용량(容量)을 구명(究明)하기 위하여 기존의 기관(機關)에 순경(循璟) 펌프를 설치(設置)하여 냉각수(冷却水) 증가시(增加時)의 성능변화(性能變化)에 대한 실험(實驗)을 실시(實施)하였는데, 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 동력경운기(動力耕耘機) 탑재용(搭載用) 디젤 기관(機關)의 냉각수(冷却水) 용량(容量)은 정격출력(定格出力) 내(內)에서도 부족(不足)하였다. 2. 기관(機關)에 냉각수(冷却水) 순경(循璟)펌프를 설치(設置)할 경우에 $12{\ell}/min$로 순경(循璟)시키는 것이 적합(適合)하였다. 3. $12{\ell}/min$ 순경시(循璟時) 최고온도(最高溫度)는 $91^{\circ}C$이었으며, 이는 SAE Standard인 $88{\pm}5^{\circ}C$ 이내(以內)였다.
IGBT는 전압정격 및 전류정격이 높고 도통손실이 낮아서 스위칭 전원장치에 많이 쓰이고 있는 추세에 있다. 그러나 IGBT는 MOSFET에 비해 스위칭 특성이 좋지 않아서 스위칭 손실이 많이 발생하며 주파수에도 제한을 받는다. 본 논문에서는 IGBT와 MOSFET의 장점을 살리기 위하여 IGBT에 MOSFET를 병렬로 접속한 IGBT-MOSFET 병렬 스위치를 사용한 2.4kW, 48V 출력의 고효율 반브리지 직류-직류 변환기를 제안한다. 병렬 스위치에서 주 스위칭 소자인 IGBT는 도통구간에서 주된 역할을 하며 MOSFET는 스위칭시에 주된 역할을 한다. 스위칭 손실을 분석하기 위하여 선형화 모델을 사용하였으며 시뮬레이션을 통하여 변환기의 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 위상제어를 이용한 LCL형 직렬공진 콘버터의 간단한 AC 복소해석이 수행되었다. 이 해석에 근거하여 탱크 회로의 volt-ampere 정격을 증가시키지 않는 콘버터의 최적 설계를 가능하게 하는 일련의 특성곡선들을 제시하였다. 특히 정격부하나 경부하에서도 인버터 출력전류의 피크치를 최소화할 수 있게 되었다. 제시한 설계 예에서, 과부하에서 경부하에 이르는 넓은 부하범위에서 영전압 턴온 동작을 할 수 있음을 보여준다. 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안된 회로의 유용성을 증명한다.
본 논문에서는 전체 시스템의 용량 증대와 부하 중요도에 따른 신뢰성 향상을 위해 사용되는 UPS 병렬 운전시 발생하는 문제점을 해석하고, 이를 해결하기 위해 기존에 연구되어온 다양한 제어기법들을 조사하였다. 또한 기존의 연구방법에서 적용할 수 없었던 다른 정격의 병력 운전 적용시 L, C 출력필터에 의한 문제점을 해결하기 위해 주종 제어를 이용한 3상 UPS의 전류 분달 제어기법이 연구되었다. 제안된 제어 알고리즘의 타당성을 검증하기 위해 시뮬레이션 및 실험을 수행하였다.
When external force is applied to humanoid robot's head, humanoid robot's neck is rotated to prevent the damage of it. So, robot's neck have to perceive forces (Fx of x-direction, Fy of y-direction and Fz of z-direction) and moments (Mx of x-direction, My of y-direction and Mz of z-direction) using the attached 6-axis force/moment sensor. Thus, in this paper, 6-axis force/moment sensor was developed to sense the forces and moments applied to robot's head. The structure of 6-axis force/moment sensor was modeled newly, and it was designed using FEM software (ANSYS) and manufactured by attaching straingages on the sensing element, finally, the characteristic test of the sensor was carried out. As a result, it is confirmed that interference error is less than 3%. And, it is thought that the sensor can be used to measure the forces and the moments for humanoid robot's head.
휴대용 전자기기들의 소비전력 증가에 따라 2차전지에 비해 에너지 밀도가 높은 연료전지를 이용한 충전기의 필요성이 부각되고 있다. 대다수의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 방식이었으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통한 배터리의 충전이 요구된다. 또한 배터리는 일반 저항부하와 달리 큰 커패시턴스 성분을 가지고 있기 때문에 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 출력 리플전류를 유도하게 되어 시스템의 효율과 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 또한 이를 해결하기 위해 절연형 감압 컨버터를 사용하는 경우 변압기 사용에 의한 부피 증가와 부가 소자의 사용에 따른 가격 상승을 피하기 어렵다. Cuk 컨버터는 주스위치의 ON/OFF 동작에 관계없이 출력으로 에너지가 항상 전달되며, 이상적으로 리플이 거의 존재하지 않아 충전용으로 적합하다. 또한, 승압 및 감압이 자유롭기 때문에 배터리의 정격전압에 상관없는 범용 충전기의 설계도 가능하다. 따라서 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하여 배터리 충전기를 설계하고, 그의 상태공간 모델링, 주파수 특성 해석 및 제어기 설계에 대해 기술한다. 제안된 제어 방식은 소형 연료전지 스택을 이용하여 실제 배터리를 대상으로 한 정전류 및 정전압 제어를 실행하여 그 성능 및 안정성을 검증한다.
본 논문은 고효율 반도체 기반 펄스 전원 장치 개발에 대해 기술한다. 개발 된 펄스 전원장치는 출력 전압 1-40kV, 펄스 반복율 1-200Hz, 펄스폭 1-300us, 정격 출력 50kW의 사양을 가지고 있다. 제안하는 펄스 전원 장치는 크게 출력 커패시터를 충전하여 고전압을 만드는 충전기 부분과 48개의 IGBT가 직렬로 연결되어 펄스를 만들어 내는 펄스 제네레이터 부분으로 나누어져 있다. 펄스 제네레이터는 파워셀 기반으로 구성되어, IGBT간의 전압 밸런싱 및 IGBT의 동기구동 실패시에 신뢰성 있는 동작을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 제안된 펄스 전원 장치는 새로운 게이트 구동회로를 사용하여 기존에 사용하던 풀다운 저항을 제거하고, 빠른 펄스 하강 시간을 달성 하였다. 개발된 펄스 전원장치로 실험을 수행한 결과, 커패시터 충전기는 최대 충전효율 95% 및 역률 96%를 나타냈으며, 펄스 제너레이터는 게이트 구동회로가 안정적으로 동작하며 최대 40kV, 300us의 펄스를 $2k{\Omega}$ 부하에 인가 가능함을 확인하였다.
In this investigation, the aerodynamic performance evaluation of a 1MW class blade has been performed with the purpose of the verification of target output and its clear understanding of flow field using CFD commercial code, ANSYS FLUENT. Before making progress of CFD analysis the HERACLES V2.0 software based on blade element momentum theory was applied for confirmation of quick and approximate performance in the preliminary stage. The blade was designed to produce the target output of a 1MW class at a rated wind speed of 12m/s, which consists of five different airfoils such as FFA W-301, DU91-W250, DU93-W-210, NACA 63418 and NACA 63415 from hub to tip. The mechanical power by CFD is approximately 1.195MW, which is converted into the electrical power of 1.075MW if the system loss is considered to be 0.877.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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