• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.760-761
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• 2015

기어는 회전 기계 사이의 동력 전달을 위한 장치이며 현재 산업 전반의 통상적인 기어는 기계적 기어가 주류로서 형성되어 있다. 하지만 기계적 기어는 맞물린 톱니바퀴의 물리적 접촉에 의해 접촉 경계면의 마모 및 파손, 소음과 진동의 문제가 있으며 유지보수 비용 또한 크다. 따라서 최근 물리적 접촉이 없어 기계적 기어의 많은 문제를 해결할 수 있는 마그네틱 기어 (Magnetic Gear)에 대한 관심이 높아지고 있다. 마그네틱 기어는 영구자석에서 생성된 자계를 이용하여 비접촉 동력전달이 가능하며, 마찰손실 제거, 유지보수의 용이성, 매우 적은 소음 및 진동 등의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 마그네틱 기어의 토크전달 방법과 형상변화에 따른 전달토크 특성을 2-D 유한요소해석법을 이용하여 해석하고 분석하고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.123-128
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• 2022

SRM(Switched Reluctance Motor)의 토크는 인덕턴스의 기울기에 비례하여 발생하기 때문에 비선형 토크 특성을 가지며 토크 맥동이 크고 소음이 심한 단점을 가지고 있다. 특히 SRM의 상용화에 가장 큰 장해 요인으로 작용하고 있는 것은 회전축에서 발생하는 맥동 토크로 이에 의해 기기자체는 물론이고 주변장치에까지 여러 가지 악영향을 미친다. 따라서 맥동 토크를 저감시키는 방법으로 다양한 방안이 국내외 연구자들에 의하여 발표되었고 히스테리시스 제어기의 경우 초핑 제어에 비해 평활한 전류를 흘려줄 수 있다는 장점이 있다는 연구결과가 있다. 그러나 히스테리시스 밴드를 결정함에 있어서 밴드가 너무 작을 경우 많은 스위칭으로 인한 스위칭 손실과 엔코더의 사용 시 불안정한 초기 기동을 야기할 수 있는 둥의 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 속도오차에 따른 히스테리시스 밴드의 변화를 통하여 보다 안정적이고 빠른 속도응답을 가지면서 정상상태에서 토크 리플을 줄일 수 있는 가변 히스테리시스 제어기에 대하여 연구하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
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• pp.66.1-66.1
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• 2007

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.113-114
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• 2016

영구자석형 동기전동기를 구동하는 인버터에서는 기본적으로 정현파 운전 방식을 사용하지만 최근에는 구형파 운전 방식도 종종 사용되고 있다. 정현파 운전 방식은 구형파 운전 방식에 비해 토크 리플이 작고 기동 성능이 우수하며, 약자속 제어를 이용하여 정격 속도 이상의 고속 운전이 가능하다. 이에 비해 구형파 운전 방식은 제어 알고리즘이 간단하고 스위칭 손실이 적은 장점이 있지만, 토크 리플이 크고 정격 속도 이하의 영역에서만 운전이 가능하다는 단점이 있다. 최근에 인버터의 운전 중에 각각의 장점이 있는 이들 2가지 운전 방식을 서로 전환하는 방법으로 가전제품의 압축기와 같은 연속 부하에 적용하기 위한 연구가 진행되었다. 저속 구간에서는 스위칭 손실을 줄이기 위하여 구형파 운전 방식을 주로 사용하고, 고속 구간에서는 안정적인 제어 성능을 위하여 정현파 운전 방식을 사용한다. 또한, 이 2가지 운전 방식의 전환 구간에서의 발생되는 과도 상태를 짧게 줄이기 위하여 속도 및 전류 제어기의 제어 변수에 대한 초기화 방법이 제시되었다. 본 논문에서는 구형파 운전 구간의 속도 제어기에 비례 적분 전류 제어기를 추가하여 전류 리플을 감소시키고, 전환 구간에서의 속도 및 전류 제어기의 제어 변수에 대한 초기화 방법을 제시하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.98-106
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• 2006

본 논문은 동손과 철손을 최소화 하는 SynRM을 위하여 효율 최적화 알고리즘을 제시하였다. 속도 제어기의 설계는 퍼지제어와 신경회로망을 사용한 적응 퍼지-신경회로망(AFNN) 제어기에 기반을 두었다. 특정 토크는 d와 q축의 전류성분의 다양한 합성으로 얻을 수 있다. 효율최적화 제어는 정상상태에 일정한 동작점에서 최소 손실을 제공하는 d와 q축 전류 성분의 조합을 찾는다. 직접 조절되는 토크 발생은 효율최적화 제어 설계에 의하여 매우 잘 조절되어지는 전류 성분이다. 제시된 알고리즘은 속도변화와 양호한 토크제어를 위해 전자기적 손실을 허용한다. HAI 제어기의 제어성능은 다양한 동작상태 분석을 통하여 평가한다. 분석된 결과는 제시된 알고리즘의 타당성을 보여준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.225-231
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• 2015

토크제어를 이용한 최대 출력 제어에서 얼마나 많은 풍력에너지를 전기에너지로 변환하는지 결정하는 파라미터 K는 블레이드 형상 변화. 공기 밀도 등으로 인하여 변동하게 된다. 이러한 파라미터 K가 최적의 값이 아니면 이는 출력의 손실까지 이어진다. 이렇게 변동하는 K로 인하여 최적의 K를 찾는 것이 풍력발전시스템의 손실을 줄이는 중요한 문제이다. 본 논문은 양방향 컨버터 제어와 토크제어를 사용한 풍력발전시스템을 고려하여 초기의 K를 이용하여 빠른 제어를 수행하고 칼만 필터를 이용한 기계적 출력을 추정하여 최대 출력 제어 알고리즘의 입력으로 다시 사용하여 결과적으로 최적의 최대 출력 제어 제어를 수행하는 적응 최대 출력 제어 알고리즘을 제안한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.181-188
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• 2015

비접촉 영구자석 기어는 높은 효율과 신뢰성의 장점을 가지고 있다. 또한, 기계적인 마찰 손실이 없으며, 소음과 진동이 적고, 윤활유가 불필요 하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여, 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어의 물리적인 접촉에 의한 문제를 해결할 수 있어 높은 관심을 받고 있다. 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어를 대체하여 접촉 없이 토크 전달이 가능하지만 낮은 토크밀도의 문제점을 가지고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 낮은 토크밀도의 문제점을 개선하고자 새로운 폴피스 형상을 제안하였다. 제안된 폴피스 형상에 대한 설계변수와 토크 및 토크 리플과 같은 반응변수들 간의 함수 관계를 파악하기 위하여 반응표면법을 이용하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 실험계획법을 수립하였다. 이들의 관계를 예측하기 위해 필요한 실험데이터는 수치해석기반 2-D 유한요소법을 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 토크밀도 및 출력밀도 향상을 위하여 형상에 대한 전달토크 분석을 수행하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 제안된 폴피스 형상을 최적설계 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.83-88
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• 2011

근래에 전기추진선박의 필요성이 대두되고 있으며 특수선박을 시작으로 건조가 증가되고 있는 실정이다. 하지만 선박은 운항 환경에 따라 추진기의 출력 토크 및 속도의 변동이 심하므로 전기추진시스템에 큰 영향을 미친다. 대표적으로 출 입항시, 정상상태의 대양 항해시, 황천 항해시에 선박 추진시스템의 토크 및 속도 변동이 짧지만 빈번하게 변동하게 되므로 전기추진시스템의 전력변환장치에서 전류 및 전압파형에 고조파가 크게 포함되어 발전기, 변압기, 컨버터, 인버터 및 추진전동기에 손실의 증가, 기기의 열화 및 토크 맥동 발생 등의 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 선박의 운항 환경에 따른 추진시스템의 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 함유율을 분석하였다. 분석 결과 저속 영역에서의 잦은 속도 및 부하 변동에 따라서 전동기에 공급되는 전류 및 전압 파형에 포함된 총 고조파 왜형율과 전동기의 토크 맥동이 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.243-254
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• 2014

고속 저토크 표면 부착 영구자석형 동기 전동기의 운전 안정성 확보를 위하여 과속도 및 과부하 영역에서 전동기 코일 온도 예측이 필수적이다. 0.35mm 의 S18, S08 등급인 35PN440, 35PN220 그리고 0.15mm 의 저손실 재료인 15HTH1000 으로 제작된 고정자 철심을 포함하는 전동기의 정격 구동 조건에서 손실 및 코일 온도를 측정하여 과속도 및 과부하 영역의 손실 및 열저항을 예측하고 열전달 모델링을 수행하였다. 이의 검증을 위하여 무부하 과속도 영역에서 계산된 코일 온도와 실험값을 비교하여 6.4%이하로 일치하였다. 35PN440 을 적용한 전동기에 비하여 15HTH100 을 적용한 전동기는 무차원 회전속도 0.9, 부하율 3.0 일 때 철손실이 84.4% 로 감소하였고, 무차원 코일 온도 1.0 을 기준으로 출력이 85.2% 향상되었다. 정격 구동 영역의 손실 측정 및 열전달 모델링으로 과부하 및 과속도 영역에서 철심재질에 따른 코일 온도 변화 및 전동기 출력 개선량을 정확하게 예측할 수 있음을 알 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.158-163
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• 2001

PWM 모드로 동작하는 전류형 인버터(CSI)는 구형파 제어형 CSI에 비해 구조가 복잡하여 가격이 비싸지고 공진발생 가능성이 크며 스위칭 손실, EMI등에 의해 동작 효율이 낮다. 그러나 구형파 제어모드의 CSI는 출력전류에 저차 고조파가 다량으로 함유되어 있기 때문에 모터의 토크 맥동이 발생된다. 따라서 본 연구에서는 CSI구동 유도 모터의 토크 맥동을 감소하기 위해, CSI와 유도모터 사이에 능동전력필터를 설피하여 유도모터의 입력전류에 함유되어 있는 고조파 성분을 보상하는 시스템을 제안하였다. 고조파를 보상하기 위한 알고지름으로는 연산과정에 전압이 필요치 않는 노치 필터법을 사용하였으며 PSIM 시뮬레이션에 의해 제안된 시스템의 타단성을 입증할 수 있었다.