• 제목/요약/키워드: 토크 모델링

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가변 히스테리시스 전류제어 모델링을 통한 SRM 구동특성 (SRM Driving Characteristics through Modeling of Variable Hysteresis Current Control)

  • 정성인
    • 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.

마찰력을 고려한 고속탭핑 토크 모델링 (Modeling of High-speed Tapping Touque Considering Friction Force)

  • 이돈진;강지웅;전현배;김선호;안중환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.67-73
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    • 2001
  • This paper aims at developing a torque model for the high-speed tapping with small-diameter taps. As recent industries such as automobile and information technology grows, taps smaller than 5mm in diameter are needed much more. In that occasion, the friction force between a tap surface and a workpiece plays much more important role in the tapping torque than in he larger tapping. Tapping mechanism was analysed based on the tap geometry. It has two steps : one is a forward cutting composed of the chamfered threading and full threading and the other is the backward cutting. The torque by the cutting force in the chamfered threading is calculated using the cutting area and the specific cutting force while the torque by the friction force, which is rather dominant than the cutting force both in the full threading and in the backward cutting, is calculated using the normal force on the threads and the friction coefficient. The experiment has shown that the results by the proposed torque model fit quite well with the acutal measurements within the error of 10%.

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리아프노프 함수를 이용한 풍력 발전기 비선형 피치 및 토크 제어기 설계 (Nonlinear Pitch and Torque Controller Design for Wind Turbine Generator Using Lyapunov Function)

  • 김국선;노태수;전경언;김지언
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1147-1154
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    • 2012
  • 본 논문에서는 풍력발전기의 회전속도와 출력을 제어하기 위한 블레이드 피치 제어기 및 발전기 토크 제어 기법을 제시하고 비선형 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다. 회전속도 오차 및 출력오차를 이용한 양한정 함수를 정의하고 리아프노프 안정성 이론을 적용하여 정적 피치 제어기와 동적 토크 제어기를 설계하고, 제어기 설계 모델과 실제 적용 모델간의 차이를 보상할 수 있도록 시뮬레이션 기반 최적화를 이용하여 설계 인자 값을 결정하였다. 풍력발전기 제어기 설계에 가장 많이 사용되는 동력 전달계 모델을 기반으로 제어기 설계 절차를 예시하였고, 대표적으로 사용되는 비례-적분-미분 제어 및 최대 출력점 추종 토크 제어기와 성능 비교를 통하여 제안된 제어 설계 기법의 타당성을 검증하였다.

토크와 드래그를 고려한 시추궤도 모델링 연구 (Well Trajectory Modelling Considering Torque and Drag)

  • 김지훈;최준형;김도영;박태일;이대성
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.51-60
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    • 2023
  • 수직 시추와 다르게 방향성 시추작업에서 발생하는 드릴스트링(drill string) 변형, 케이싱(casing) 마모, 키 씨팅(key seating) 등의 문제를 방지하기 위해서는 시추 궤도 내에서 발생하는 토크(torque)와 드래그(drag)가 최소화되어야 한다. 토크와 드래그의 크기는 시추 궤도 형태, 이수(mud), 드릴스트링의 종류 그리고 킥오프 지점(KOP, kick-off point)과 같은 매개변수들에 의해 결정되기 때문에 시추 궤도 설계 과정에서 고려하여 설계하여야 한다. 본 연구에서는 가장 일반적인 방향성 시추 궤도인 빌드-홀드(Build-hold) 형태의 시추 궤도에 킥오프 지점이 각기 다른 시추 궤도를 선정하였고, 분포하중 모델(analytical friction model)을 이용하여 각 구간내에서의 분포하중을 계산하여 궤도 전체에 대한 토크와 드래그를 계산하였다. 또한 매개변수에 따른 분석 값을 비교하여 분포하중이 최소로 발생하는 최적의 시추 궤도를 선정하였다. 분석결과 분포 하중을 최소화하기 위해서는 윤활성이 높은 이수를 사용, 궤도 형태에 따른 알맞은 킥오프 지점과 가능한 최소의 도그-래그를 지정하여 설계하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 분포하중을 최소화하기 위한 모든 방향성 시추 궤도 설계에 사용된다.

드릴 공정시 절삭 토크 제어 제 1 편 : 절삭 토크 제어기의 설계 (Cutting Torque Control in Drilling Part 1 : Design of a Cutting Torque Controller)

  • 오영탁;권원태;주종남
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.96-106
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    • 2001
  • As the drilling depth increases, the cutting torque increases and fluctuates, which can lead to the machine tool vibration, severe tool wear, and catastrophic tool breakage. Hence, cutting torque control is very important to improve productivity in drilling. In this paper, a PID controller was designed to control the drilling torque. The plant including the feed drive system, cutting process and spindle drive system was modeled for controller design. The Ziegler-Nichols method was used to determine the controller gain and control action times and the root locus plot was used to tune the controller gain for a certain cutting condition. Also, suggested was a simple method to obtain the tuned controller gain for an arbitrary cutting condition not using the Ziegler-Nichols method and the root locus plot. The performance of the designed controller and the effect of controller gain tuning were verified from experiments.

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PSCAD/EMTDC를 이용한 풍력발전기(DFIG) 모델링에 관한 연구 (A Study on the Wind Power Generator(DFIG) Modeling Using the PSCAD/EMTDC)

  • 손준호;노대석;김찬혁;왕용필
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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    • pp.12-16
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    • 2011
  • 최근 정부의 녹색성장(Green Growth) 정책으로 대규모의 풍력발전소 단지가 배전계통에 적극적으로 도입, 운용되고 있다. 풍력발전기의 대표적인 타입 중에 DFIG(Doubly-Fed Induction Generation)는 MSC와 GSC라는 2가지 요소로 구성된다. MSC(Machine-Side Converter)는 발전량을 이용하여 발전기의 토크 또는 회전속도를 제어하며, 발전기에 여자 전류를 공급함으로써 고정자에서 유입되는 무효전력 제어를 담당한다. 그리고 GSC(Grid-Side Converter)는 전력변환 장치의 직류단 전압을 제어하고, GSC와 배전계통 사이의 무효전력도 제어한다. 본 논문에서는 상기의 이론을 바탕으로 PSCAD/EMTDC를 이용한 DFIG 모델링을 수행하여, 다양한 Simulation으로 모델링의 유효성을 확인하였다.

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전기.기계 통합해석을 위한 엘리베이터 도어 구동시스템의 모델링 (A Modeling of Elevator Door Drive System for Co-Simulation of Electric-Mechanical System)

  • 목형수;이재현;김창완;서용호;김상훈;박내춘
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.109-111
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    • 2008
  • 전동기 구동시스템의 모델링을 위해서는 부하의 부하토크, 관성계수, 마찰계수 등의 정보에 의한 부하 모델링이 반드시 필요하다. 하지만 기본적인 부하모델의 제정수와 단순화된 운동방정식만으로는 기계적 각 부분에서의 발생하는 현상에 대한 해석이 불가능 하다. 본 논문에서는 엘리베이터 도어 구동시스템을 대상으로 기계 해석 분야의 해석 프로그램인 RecurDyn과 전력전자 분야의 시뮬레이션 프로그램인 Simplorer의 Co-Simulation을 통한 부하 모델 및 구동 시스템의 해석 가능성과 해석 범위를 분석하고 실험을 통해 타당성을 검증하고자 한다.

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인출선로 재폐로에 따른 발전기 축비틀림 토크 분석 (Torsional Torque Analysis of Turbine-generator Shafts according to Reclosing Schemes)

  • 이동규;김형규;강상희;주행로;유영식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.56-58
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    • 2008
  • 고속 자동 재폐로 방식은 고장 구간의 신속한 자동 복구로 전력계통의 안정도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있으나 재계로 실패시 고장 발생 및 차단 순간의 충격과 재폐로에 의한 충격이 연쇄적으로 발전기 회전측에 작용하므로 매우 른 비틀림 충격이 발생 수 있다. 본 논문에서는 발전기 인출단 대용량 송전선로의 재폐로시 발전기 축에 가해지는 충격을 분석하기 위해 EMTP-RV를 이용하여 765kV 송전선로에 연결된 4기의 발전기를 다중 질량제로 모델링하고, 인출 선로 고장 및 재래로 방식에 따른 발전기 축 비틀림 토크를 분석하였다.

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전동기 극저속 운전을 위한 최소차원 부하토크.관성 관측기 (Least Order Load Torque.Inertia Observer for Low Speed Drive of Motor Using)

  • 김영춘;김은기;조문택
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.575-579
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    • 2006
  • 본 논문에서는 전동기 시스템의 극저속 영역에서 안정적이고 동특성이 우수한 운전을 하기 위해 전차원상태 관측기로부터 추정되는 속도정보를 입력으로 하는 최소차원 토크 관성관측기를 구성하여 부하외란과 관성을 피드포워드 제어를 함으로써 극저속영역에 대한 강인성을 갖도록 한다. 제시한 제어 알고리즘을 MATLAB SIMULINK를 통해 전체 시스템을 모델링하고 실험을 통해 극저속에서 속도 추정 능력이 향상됨을 확인 한다.

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머시닝센터에서 드릴링 토크 제어기의 설계 (Design of a Drilling Torque Controller in a Machining Center)

  • 오영탁;권원태;주종남
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.513-518
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    • 2001
  • As the machining depth increases, the drilling torque increases and fluctuates and the risk of drill failure also increases. Hence, drilling torque control is very important to prevent the drill from failure. In this study, a PID controller was designed to control the drilling torque in a machining center. The plant including the feed drive system, cutting process, and spindle system was modeled for controller design. The Ziegler-Nichols rule was used to determine the controller gain and control action times. The root locus plot was used to tune the controller gain for a certain cutting condition. Also, suggested was a simple method to obtain the tuned controller gain for an arbitrary cutting condition not using the Ziegler-Nichols rule and root locus plot. The cutting torque control, performance of the designed controller and the effect of gain tuning on the control performance were examined.

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