• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.169-170
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• 2013

본 논문에서는 장거리 운송 시스템의 정밀 제어에 적합한 영구자석 선형 동기전동기의 추진 제어 방법을 제안하고자 한다. 적용 시스템은 코일이 고정되어 있고 영구자석이 이동자를 구성하는 형태로서 빠른 응답특성을 위해 아날로그 형태의 전류제어기를 사용하였고, 섹션 전환을 통해 추진제어가 이루어진다. 제안한 추진 제어방법을 적용한 영구자석 선형 동기전동기의 구동에 대한 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 구현 가능성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04c
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• pp.13-15
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• 2008

본 논문은 대형(MW 급) LNG 전기추진선박 시스템의 동적 정적 특성에 대해 다룬다. 특히, 선박 항해시와 LNG Unloading시에 대해 전력조류해석(정특성 해석)으로 시스템 모델링의 타당성을 검증하였다. 아울러, LNG Unloading에 대한 Cargo Pump 기동시 시스템의 전압변동률 및 발전기의 주파수(속도)변화를 관찰하였으며, PID제어기로 구성된 발전기 Governor의 파라미터를 설계하기 위해 실제 항해시 발생할 수 있는 몇 가지 상황(발전기 및 추진전동기 Trip)의 과도안정도해석을 수행하였다. 따라서 전동기 기동해석 및 과도안정도해석(동특성 해석)으로 발전기 및 추진전동기의 전압안정성을 관찰하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.143-144
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• 2015

전기추진선박은 디젤엔진과 프로펠러의 회전축이 기계적으로 연결된 기존의 선박과 달리 엔진의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동기 회전을 통해 추진력을 얻는 선박으로서 시추선, 군함, OSV(Offshore Support Vessel)등 높은 조종성능이 요구되는 선종에 주로 적용되고 있다. 이러한 선종은 추진력을 얻는데 가장 큰 전력을 사용하므로 날씨에 따른 전력부하량의 변동이 크다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터로 구성된 전력버퍼모듈을 이용하여 전기추진선박의 효율적인 전력 운용 전략을 제안한다. 추진전동기의 VFD(Variable Frequency Drive)의 직류단을 전력버퍼모듈로 통합하여 각 전동기의 보조전력으로 활용함으로써 부하변동에 빠르게 대응할 수 있으며, 주 전원의 느린 응답성을 보상하여 조종성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 전력버퍼모듈은 시뮬레이션을 통해 그 유용성을 검증하였다.

• Journal of IKEEE
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• v.15 no.1
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• pp.96-103
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• 2011

This paper deals with the characteristic analysis of the integrated power system applied for the electric propulsion ships. This includes the electric power system modeling which is accomplished with the electric power network mainly composed of generators, switchboards, variable frequency devices, electric motors, and etc. In addition, performance comparison between the permanent magnet synchronous motor (PMSM) and the induction motor (IM) for 3.7MW ship propulsion has been done. In order to investigated the main performance of propulsion motor, a coupled model taking into account torque density, copper loss, iron loss, efficiency, power factor, and torque ripple using finite element analysis (FEA) has been employed.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.6
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• pp.802-808
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• 2019

DC motors are used extensively on shipboard, including as the ship's winch operating motor, owing to their simple speed control and excellent output torque characteristics. Moreover, they were used as propulsion motors in the early days of electric propulsion ships. However, mechanical rectifiers, such as brushes, used in DC motors have certain disadvantages. Hence, brushless DC (BLDC) motors are increasingly being used instead. While the electrical characteristics of both types of motors are similar, BLDC motors employ electronic rectifying devices, which use semiconductor elements, instead of mechanical rectifying devices. The inverter system for driving conventional BLDC motors uses a two-phase excitation method so that the waveform of the back electromotive force becomes trapezoidal. This causes harmonics and torque ripple in the phase current switching period in which the winding wire through which the current flows is changed. Researchers have studied and presented various methods to reduce the harmonics and torque ripple. This study applies a cascaded H-bridge multilevel inverter, which implements a proportional-integral speed current controller algorithm in the driving circuit of the BLDC motor for electric propulsion ships using a power analysis program. The simulation results of the modeled BLDC motor show that the driving method of the proposed BLDC motor improves the voltage waveform of the input side of the motor and remarkably reduces the harmonics and torque ripple compared with the conventional driving method.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1193_1194
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• 2009

일반적으로 자기부상열차는 고속, 내구성, 안전성 등을 만족하는 가장 적합한 시스템 중 하나로 부각되고 있다. 300[km/h] 이하의 중저속 자기부상철도의 경우, 추진용으로 선형유도전동기가 사용되고 있으며, 초고속 자기부상철도의 경우, 선형유도전동기보다 고효율, 고출력의 특성을 가지는 선형동기전동기가 사용되고 있다. 한국철도기술연구원에서는 2008년도부터 700[km/h]급 초고속튜브열차용 선형동기전동기연구를 시작하였으며, 추진/부상 일체형 권선형 선형동기전동기연구를 수행하고 있다. 따라서 본 논문에서는 초고속튜브열차용 선형동기전동기 연구의 일환으로, 축소형 영구자석형 선형동기전동기(PM-LSM)의 수학적 방법에 의한 기본설계를 수행하였으며, 이를 이동자만을 고려한 자기등가회로법을 이용하여 권선형 선형동기전동기(EM-LSM)로 변환 설계를 수행하였다. 또한 설계된 PM-LSM과 EM-LSM 모델의 FEM 해석을 이용한 특성 분석을 통하여 본 논문에서 제안한 변환 설계기법의 정확도 검증 연구를 수행하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.1
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• pp.119-125
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• 2016

This study examined the running dynamic characteristics of a hybrid type wheel-rail high speed train, in which the propulsion method of maglev is applied. A wheel-rail high speed train propelled by a superconducting linear synchronous motor (SC-LSM) is expected to be superior to a maglev train regarding economical and interoperable aspects, still having powerful thrust force as maglev. In this paper, regarding the two methods of applying the SC-LSM to an existing wheel-rail train, to investigate the influences of SC-LSM propulsion on the dynamic characteristics of wheel-rail high speed train, the dynamic model of train including interaction between the rotor and stator of SC-LSM is established. Through the simulation using the model, the influence of the interaction between the rotor and stator of SC-LSM on stability, ride comfort and the effect of guideway irregularity are investigated.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.5
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• pp.588-594
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• 2017

Permanent magnet assisted synchronous reluctance motors (PMa-SynRM) show higher efficiency and power density compared to conventional induction motors for high speed railroad traction systems. Furthermore, 5-phase PMa-SynRMs have lower torque ripple and higher power density than 3-phase systems. Therefore, the 5-phase PMa-SynRM is suitable for high-speed railway traction systems. In this study, 3kw 3-phase and 5-phase PMa-SynRM models were optimized using lumped parameter model and genetic algorithm, and their characteristics were compared. The optimized models are fine-tuned using finite element analysis. The final models of the 3-phase and 5-phase PMa-SynRMs are fabricated and tested to verify the analysis results.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.17 no.6
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• pp.27-34
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• 2023

This paper presents the application of a magnetic gear to the electric propulsion system for an aircraft. Since high torque is required in aircraft electric propulsion systems, combining a speed reducer can amplify the torque. However, mechanical gears have issues, such as friction, vibration, and heat generation, which lead to maintenance challenges. In the case of a direct-drive motor that does not use mechanical gears, the size and weight of the motor increase to achieve high torque. This paper proposes the application of a magnetic gear to solve the maintenance issues of mechanical gears and the weight increase problem of direct-drive motors in aircraft electric propulsion systems. In this paper, a magnetic gear suitable for aircraft electric propulsion systems is designed, and it is compared with a direct-drive motor in terms of performance and the feasibility of applying the magnetic gear is verified.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.169-171
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• 2020

지구온난화와 같은 환경적 문제점들로 인해 에너지 저감 및 고효율의 기술개발을 통한 탄소 저감이 주목을 받고 있다. 시대적 관심과 요구에 발맞춰 에너지 저감 효과가 있는 영구자석동기 전동기 등의 신기술을 철도차량에 적용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. PMSM을 철도차량에 적용하기 위해 추진제어장치는 인버터 한 대가 한 대의 전동기를 제어하는 1C1M 방식이어야 하며, 유지보수성과 안정성을 확보하기 위해 전동기와 인버터 사이를 전기적으로 분리해줄 수 있는 차단기가 필요하다. 또한 에너지 저감과 고효율을 달성하기 위해서 추진제어장치는 소형, 경량화 구조로 개발 되어야 한다.