• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.485-493
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• 2003

2승 저감 형태의 부하특성을 갖는 공조용 팬이나 물을 순환시키는 펌프를 구동하는 전동기는 일반적으로 전원전압을 직입하여 사용한다. 따라서 전원 주파수인 60Hz가 회전속도의 기준이 되어 4극인 유도전동기를 예를 든다면 기준속도가 1800[rpm]이 되며, 이 속도는 부하 조건과 관계없이 운전되면서 경부하 조건에서는 불필요한 에너지를 많이 소모하는 원인이 되어왔다. 이런 문제점은 부하에 맞추어 속도를 제어해 줌으로써 소모전력을 현격히 줄일 수 있는데 이를 위해 일반적으로 인버터를 사용한다. 그런데 인버터에 대해서는 KS 기준이 없어 개인별 또는 기업체별로 가지고 있는 평가기준을 활용하여 인버터를 개발해 왔다. 이에 본 논문에서는 인버터 보급을 촉진시키기 위한 관련 정책을 분석하고 인버터에 대한 기술기준을 제시하여 인버터 평가기준을 보급하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.534-542
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• 2003

현재 차량에 사용되는 전동기는 대부분 직류전동기로, 12V또는 24V 밧데리 전원으로 구동되는 엔진 냉각 팬, 오일 펌프 및 공조시스템 등에 적용되고 있다 그러나 직류전동기의 경우 효율, 수명, 내구성에 취약한 단점을 지니고 있다. 따라서, 자동차용 전동기로써 구조가 간단하고 내구성이 우수한 SRM(Switched Reluctance Motor)의 관심이 매우 높아지고 있다. SRM을 차량용으로 사용하기 위해서는 고성능 제어와 12V 전윈 구동에 모두 우수한 성능을 갖는 구동 컨버터의 선정이 매우 중요하다. 여러 종류의 구동 컨버터는 각각의 장단점을 갖고 있어, 차량에 적용시 여러 가지 제약 조건이 따른다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 비대칭 컨버터는 제어성능이 우수하지만, 각 상당 스위치가 가장 많이 필요하고, 상당 2개의 스위치에 의한 전압강하가 발생하는 단점을 지니고 있어, 차량의 12V 전원에는 부적절하다 구조가 간단하고, 스위치 수가 적은 컨버터로 차량의 환경과 여러 요구조건을 충족시킬 수 있는 컨버터로써 Modified C-dump 컨버터와 Energy efficient C-dump 컨버터를 선정하였다. 제안된 두 컨버터를 시뮬레이션과 실험을 통해 비교 검토하여, 차량용 SRM 구동 컨버터로써 Energy efficient C-dump 컨버터의 우수한 제어성능을 증명하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.285-289
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• 1997

발전설비의 대형화로 인하여 소내소비 전력량이 점점 증가하고 있는 추세이며 대용량의 화력발전소라 하더라도 기저부하보다는 부하조정의 역할이 강해져 정격속도로 운전하던 팬, 펌프등을 필요 부하에 따라 회전수를 제어하여 전력절감을 꾀하여야 할 필요가 있다[1]. 이에 따라 생산기술개발 과제로 개발한 대용량 GTO 인버터 시스템을 서 인천복합화력발전소의 3상 6600V 1500KW 용량인 전동기 구동 해수펌프에 적용하기 위한 기술적 검토 내용과 계산된 전력 절감량을 제시하였다. 적용 시스템으로는 개발된 3상 660V 1MVA 단위 인버터를 병렬 운전시켜 2MVA의 용량으로 하였으며 인버터의 입출력 단에 변압기를 설치하여 강압 및 승압 시켜 사용하였다.[2]

• 산업기술연구
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• 제34권
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• pp.15-20
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• 2014

Recently, PMSMs(Permanent Magnet Synchronous Motors) have become increasingly popular in various high-performance motor drive applications. However, the high-performance drive of PMSMs needs a position sensor such as a resolver, which increases not only the price of the system but also reduces the system reliability. This paper is on the implementation of sensorless control of a SPMSM, which drives a fan for cooling in appliances. In this paper, the rotor position for high-performance drive of a SPMSM is derived from back electromotive force (EMF) information proportional to the rotor speed. Also, the initial rotor position information for start-up is estimated from a saturation phenomenon of inductance. The validity of the proposed sensorless drives was confirmed by the experiment on the SPMSM drive systems for cooling fans of refrigerators and laptop computers.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.799-800
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• 2006

외전형 모터는 내전형 모터에 비해 소형화 및 경량화 시킬 수 있는 특징을 가진다. 그러나 회전자와 고정자간의 공극사이에 이심률이 있을 때, 불균형 모멘트로 인한 토크 리플이 내전형보다 더 크게 일어나는 단점이 있다. 이전의 연구들은 회전자 슬롯 형상의 변화에 따른 모터의 변화를 유한요소해석법을 통해 알아보았다. 우리는 이러한 유한요소해석법을 통한 시뮬레이션을 통해 외전형 모터에서 이심률이 발생 및 증가함에 따라 나타나는 토크 리플을 줄일 수 있는 최적화된 슬롯형태를 찾아보았다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권11호
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• pp.21-30
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• 1998

본 논문에서는 FPGA를 이용하여 산업용 구동장치로 널리 사용되고 있는 유도 전동기의 디지털 전류 제어시스템을 구현하였다. 이를 위해 VHDL을 이용하여 FPGA를 설계하였으며 이 FPGA는 PWM 발생부, PWM 보호부, 회전속도 검출부, 프로그램 폭주 방지부, 인터럽트 발생부, 디코더 로직부, 신호 지연 발생부 및 디지털 입·출력부로 각각 구성되어있다. 본 FPGA의 설계시 고속처리의 문제점을 해결하기 위해 클럭전용핀을 활용하였으며 또한 40 MHz에서도 동작할 수 있는 삼각파를 만들기 위해 업다운 카운터와 래치부를 병렬 처리함으로써 고속화하였다. 특히 삼각파와 각종 레지스터를 비교 연산할 때 많은 팬아웃 문제에 따른 게이트 지연(gate delay) 요소를 줄이기 위해 병렬 카운터를 두어 고속화를 실현하였다. 아울러 삼각파의 진폭과 주파수 및 PWM 파형의 데드 타임 등을 소프트웨어적으로 가변 하도록 하였다. 이와 같은 기능들을 FPGA로 구현하기 위하여 퀵로직(Quick Logic)사의 pASIC 2 SpDE와 Synplify-Lite 합성툴을 이용하여 로직을 합성하였다. 또한 Verilog HDL 환경에서 최악의 상황들(worst cases)에 대한 최종 시뮬레이션이 성공적으로 수행되었다. 아울러 구현된 FPGA를 84핀 PLCC 형태의 FPGA로 프로그래밍 한 후 3상 유도전동기의 디지털 전류 제어 시스템에 적용하였다. 이를 위해 DSP(TMS320C31-40 MHz)와 FPGA, A/D 변환기 및 전류 변환기(Hall CT) 등을 이용하여 3상 유도 전동기의 디지털 전류 제어 시스템을 구성하였으며, 디지털 전류 제어의 효용성을 실험을 통해 확인하였다.

• 전기저널
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• 통권294호
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• pp.80-85
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• 2001

최근 인버터의 에너지절약 및 이용 합리화는 공조용뿐만 아니라 전에는 별로 생각하지 않았던 반송(搬送)기계, 기타 일반산업기계에도 니즈가 높아가고 있다. 그 결과 여러 가지 에너지절약 방법에 의한 대처방안이 추진되고 있다. 1999년 4월에 시행된 개정 (일본)省에너지법에서도 (1)팬, 펌프, 블로어, 컴프레서 등의 유체기계에 대해서는 회전수 제어 등으로 송출량과 압력을 적절히 조정하여 전동기의 부하를 저감시킬 것 (2) 전동력응용설비를 부하변동이 큰 상태에서 사용할 때는 부하에 따른 운전제어를 할 수 있도록 회전수제어장치 등을 설치하도록 검토할 것 과 같이 공조용도 이외의 일반용도에 대해서도 인버터 설치를 장려하고 있다. 그래서 본고에서는 인버터운전에 의한 에너지절약을, 공조용도에 한정하지 않고 부하특성에 따른 것과 운전상태에 따른 것에 대하여 각각의 에너지절약 실현방법을 소개한다. 2장에서는 인버터운전으로 에너지절약을 할 수 있는 기본적인 생각을 기술한다. 3장에서는 부하특성에 따른 에너지절약 방법으로 2승저감토크 부하, 정토크 부하, 정출력 부하로 분류하여 상용운전에서의 에너지로스 요인을 분석, 인버터운전이 에너지절약이 되는 이유를 기술한다. 4장에서는 각 운전상태에 따른 에너지절약방법으로 시동$\cdot$가속, 일정속도 운전, 감속$\cdot$정지 모드로 분류하여 각각의 상태에서의 에너지로스의 요인을 분석, 인버터운전이 에너지절약이 되는 이유를 기술한다. 5장에서는 공조용도 이외의 분야에서 새로운 에너지절약이 가능하게 된 구체적인 사례 도입에 있어서의 주안점과 효과에 대해 소개한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.558-563
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• 2002

시설원예에서 난방장치를 사용하는 겨울철 재배 농산물의 생산비 중 난방 연료비가 30%~37% 정도를 차지하여 비중이 가장 높다. 따라서 시설원예 농가에서는 난방비를 절감하는 것이 농가소득과 직결되므로, 난방장치의 선정이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 겨울철 재배 농산물의 생산비 중 30%-37% 정도를 차지하는 연료비를 절감하기 위해 기존의 온풍난방기와 다른 새로운 방식의 열교환기와 원심식 송풍블로워를 사용하는 블로워 송풍방식의 온풍난방기를 개발하고 개발된 온풍난방기의 가동으로 인한 난방 연료비 절감효과와 온실내의 균일한 온도분포를 획득하기 위해 8연동 비닐온실에서의 시험을 실시하였으며 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 저 정압용의 전동기 축직결식 송풍팬을 대신하여 고 정압용의 블로워 송풍팬을 장착하고 열교환 면적을 크게 한 지그재그식 환류의 열교환실을 채용한 온풍난방기를 개발하였다. 나. 공시한 온실에서 기존 온풍난방기의 2일 가동시 DH당 연료 사용량이 평균 1.082$\ell$/$^{\circ}C$.hr 이며, 블로워 송풍방식 온풍난방기의 3일 가동시 DH당 연료 사용량은 평균 0.854$\ell$/$^{\circ}C$.hr로써 21%의 난방 연료비 절감효과가 나타났다. 다. 블로워 송풍방식 온풍난방기는 동일시간대 3$^{\circ}C$의 경시적 온도변화가 발생하였고, 기존의 은풍난방기의 동일시간대 온도변화는 최대 6.1$^{\circ}C$로 나타나 개발된 블로워 송풍방식 온풍난방기가 동일시간대 온실내의 온도변화를 크게 줄일 수 있었고 온도분포를 비교적 균일하게 하는 효과가 있음을 확인하였다.도 33$^{\circ}C$를 기준으로 한 열 회수 시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$ 일 각각 120분 및 140분으로 나타났다. (3) 제 3종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 가열공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때 각각 180분과 150분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 240분 및 270분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 가열 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$ 와 $65^{\circ}C$일 때 각각 35.5$^{\circ}C$ 및 39.5$^{\circ}C$였다. 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 에너지 회수시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$일 때 각각 140분 및 160분으로 나타났다. 이와 같이 자갈이 작을수록 축열조 출구의 공기온도가 기준온도 33$^{\circ}C$에 도달되는 시간이 길었으며, 이것은 축열조내의 공극이 작고 비중량이 커 자갈층을 가열시키는 축열시간이 길어지기 때문인 것으로 사료된다. 또한 작은 자갈일수록 방열시간도 다소 길어져 회수 가능 열에너지가 큰 것으로 나타났다

• 전력전자학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.1-7
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• 1998

발전설비의 대형화로 인하여 전력절감 문제가 크게 대두되었고, 팬이나 펌프를 부하 변화에 따라 속도제어하므로써 전기 에너지를 절약 할 수 있다. 1MVA급 단위 인버터 2대를 병렬 운전하여 대용량 2MVA GTO 인버터를 구현하였으며, 단위 인버터의 병렬 운전은 2대의 출력변압기 2차측 결선을 직렬 연결하여 구현하였다. 개발된 시스템은 제어반, 정류기반, 2대의 인버터반으로 구성되어 있으며, 이 시스템은 한국전력공사 성인천복합화력발전처 해수펌프 구동 유도전동기(6.6KV 1500KW)에 적용되어 전력절감에 기여하고 있다. 또 단위 인버터가 상호 180$^{\circ}$위상차를 갖도록 병렬 운전하므로써 고조파 성분을 저감시키면서 대용량을 구현하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.697-703
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• 2023

최근 대기오염으로 인한 환경오염을 줄이고자 국제 산업계의 노력의 일환으로 국제해사기구(IMO)의 규제 발효등으로 이어지고 있다. IMO는 EEXI,EEDI,CII 등 선박에서 나오는 대기오염을 줄이기 위해 각종 규제를 발효시키고 선박에서 소모되는 전력을 줄여 에너지를 절약하는 방안을 추진하고 있다. 선박에서 사용되는 전력의 대부분은 전동기가 차지한다. 선박에 설치된 전동기 중 큰 부하를 차지하는 기관실 송풍기는 수요와 관계없이 정속운전으로 운전하기 때문에 주파수제어를 통한 에너지절감을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 발전기의 과급기에 연소공기를 공급하는 발전기 송풍기의 전동기 주파수를 제어하여 에너지 절감에 대한 실효성을 입증하였다. 송풍기 주파수 입력에 따른 과급기출구 온도의 출력 데이터를 기반으로 시스템을 모델링하고, 과급기 출구온도를 목표값으로 하여 주파수를 제어하는 PI 제어계를 형성하여 과급기 설계기준 출구온도를 유지하면서 송풍기의 주파수 제어를 통해 연간 15,552kW 전력소모량을 절감하였다. 송풍기 팬 주파수 제어를 통한 에너지절감액의 유효성은 하계(4월~9월) 및 동계(3월~10월) 기간동안 검증하였으며 이를 토대로 실습선의 연간 6,091천원의 유류비 절약과 이산화탄소 8.5Ton, SOx 2.4kg, NOx 7.8kg의 대기오염물질 저감을 달성하였다.