• 제목/요약/키워드: Electric propulsion

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전류주입에 의한 전기추진시스템의 고조파 저감 (Harmonic Reduction of Electric Propulsion System by Current Injection)

  • 김종수;한원희;서동환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.360-364
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    • 2012
  • 전기추진시스템 분야에서 AC/DC 컨버터는 상대적으로 간단한 다이오드 소자를 이용하는 정류기가 가장 널리 사용되고 있으며 이 정류기는 입력 전류에 큰 고조파를 포함하고 있어서 고조파 저감을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 제안된 방식은 다이오드 정류기의 출력 전류를 정류기와 추진전동기 입력측에 주입하여 정류기와 추진전동기 입력 전류에 포함되는 고조파 성분을 줄이고 또한, 와이-델타 변압기를 정류기 및 추진전동기 입력회로에 설치되는 전류주입장치의 분배회로에 사용하여 주입전류와 전원 및 부하를 서로 절연함으로써 전류파형 개선과 전기적 안전성을 확보하였다. 제안한 방법을 현재 사용 중인 전기추진선박에서 적용하여 시뮬레이션 하였으며 기존의 전력변환장치와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

다중펄스 드라이브에 의한 전기추진선박의 고조파 저감 (Harmonic Reduction of Electric Propulsion Ship by Multipulse Drive)

  • 김종수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.425-431
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    • 2011
  • 전기추진선박에서 해결해야 할 중요한 문제점의 하나는 전력변환시에 발생되는 전류 및 전압파형에 포함된 고조파 성분에 의한 손실과 토크리플이다. 이를 제거하기 위해서 많은 방식들이 연구되고 있으며 본 논문에서는 상천이 변압기를 갖는 다중펄스 드라이브를 사용하여 정류된 직류파형을 개선함으로서 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 성분을 감소시키는 방식을 사용하였다. 또한, 그 유효성을 입증하기 위해서 6펄스 및 12펄스 드라이브를 각각 전력변환장치로 사용하였으며 현재 대형 선박에서 사용중인 6000[kW]의 유도전동기를 추진전동기로 채택하여 시뮬레이션을 행하였다. 다중펄스 드라이브에 의한 고조파 저감은 발전기 출력측의 전류파형과 추진전동기 입력측의 전압 파형에 포함된 총고조파 왜형율을 평가하였으며 또한, 고조파에 의한 전동기측의 영향은 추진전동기의 토크리플을 측정하여 비교 분석하였다.

소형 및 초소형위성 활용을 위한 200 W 이하 저전력 홀 전기추력기 랩모델 연구개발 (Development of Sub-200 W Laboratory Model Hall Thrusters for Small and Micro Satellites)

  • 이동호;김호락;도근태;김영호;박재홍;이재준;최원호
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.40-46
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    • 2022
  • 홀추력기는 이온을 가속하여 추력을 얻는 전기추력기의 일종으로, 높은 비추력을 보유하여 다양한 우주임무에 활용되고 있다. 특히, 최근 다양한 우주임무 내 100 kg 내외의 소형 및 초소형위성의 활용이 가파르게 증가하면서, 이를 위한 저전력 전기추력기 연구개발의 중요성 역시 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 양극전력 200 W 미만의 홀추력기 랩모델 두 기를 설계 및 제작하고, 운전변수에 따른 추력성능 혹은 방전특성을 분석하였다. 결과적으로, 양극전력 50-175 W에서 2.5-9.0 mN 수준의 추력과 600-1,150 s의 비추력, 15-28% 양극효율을 확보하였다.

전기동력 무인항공기용 PMU의 개선 및 제작에 대한 연구 (Study on Production of Power Monitoring Unit for Electric Propulsion UAV)

  • 강진명;정진석;강범수;김장목
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.140-147
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    • 2017
  • 본 논문에서는 전기추진 무인항공기의 동력원으로 주로 사용되고 있는 리튬폴리머 배터리의 상태 모니터링을 위해 기존에 자체 개발한 동력 모니터링 장치인 PMU의 개선 및 제작에 관하여 기술하였다. 개선된 PMU는 비행에 필요한 다양한 센서와 모터의 구동에 안정적인 전압과 전류를 제공하며 모니터링 채널과 온도센서의 추가로 상태 모니터링의 정밀도가 향상되었다. 지상 시험환경을 통해 무인항공기에 탑재되는 PMU의 전압전류 측정값을 보정하고 실제 비행시험을 통해 개선된 성능을 확인하였다.

소형 무인기용 하이브리드 전기추진시스템 전력 특성변화 시뮬레이션 (Power Characteristic Variation Simulation of Hybrid Electric Propulsion System for Small UAV)

  • 이보화;박부민;김춘택;양수석;안석민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권11호
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    • pp.1052-1059
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    • 2011
  • 본 논문에서는 연료전지, 태양전지, 배터리를 동력원으로 사용하는 전기추진시스템의 전력특성변화에 대한 시뮬레이션에 관하여 기술하였다. 각 전력원을 통합하여 400 W급 전기 추진시스템에 대하여 모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 능동 제어로직이 없어도 배터리는 시동 및 과도상태에서 다른 동력원에 비해 빠른 출력반응을 보였으며, 연료전지와 태양전지는 순항영역에서 주 전력 공급원의 역할을 수행함을 확인하였다. 비행 후 동지때 SOC는 24.2%이고, 하지에는 93%로 시스템 안정성 확보 및 효율적인 동력분배 차원에서 적정 SOC를 유지하기 위하여 능동 전력제어가 필요함을 알 수 있다.

전기추진선박에서 예비-셀을 이용한 자가 진단 기반의 배터리 관리 시스템 설계 및 구현 (Design interchangeable battery modules with spare cells for electrical propelled ship)

  • 이종학;오지현;오진석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.709-718
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    • 2021
  • 최근 선박의 환경오염에 대한 규제가 강화됨에 따라 하이브리드형 전력체계를 갖춘 전기 추진 선박과 같은 스마트 선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 전기추진선박에서 사용되는 배터리는 차량 등에 사용되는 배터리보다 용량이 크므로, 가격이 높아지고 유지 보수 측면이 중요하게 여겨진다. 선박용 배터리는 일체형으로 제작되어 배터리관리 시스템에 의해 관리되며, 배터리의 유지·보수는 배터리의 교체를 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 배터리의 용이한 관리를 위해서 예비-셀을 적용한 배터리 모듈과 제어 알고리즘을 설계 및 구현한다. 또한, 전기추진선박 전력 체계 제어에 필요한 데이터를 전력 제어 시스템에 송신 할 수 있도록 제어기를 설계한다. 해당 예비-셀을 적용한 배터리를 사용할 경우 선박 및 배터리 시스템의 안정성이 높아지며, 유지 및 보수 측면에서 이점을 가질 수 있다.

선박 추진용 저압 전동기에 대한 2레벨 및 3레벨 인버터의 직접토크제어 비교 (Comparison of DTC between two-level and three-level inverters for LV propulsion electric motor in ship)

  • 류기탁;김종필;이윤형
    • 수산해양기술연구
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    • 제60권1호
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    • pp.71-79
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    • 2024
  • In compliance with environmental regulations at sea and the introduction of unmanned autonomous ships, electric propulsion ships are garnering significant attention. Induction machines used as propulsion electric motor (PEM) have maintenance advantages, but speed control is very complicated and difficult. One of the most commonly used techniques for speed control is DTC (direct torque control). DTC is simple in the reference frame transformation and the stator flux calculation. Meanwhile, two-level and three-level voltage source inverters (VSI) are predominantly used. The three-level VSI has more flexibility in voltage space vector selection compared to the two-level VSI. In this paper, speed is controlled using the DTC method based on the specifications of the PEM. The speed controller employs a PI controller with anti-windup functionality. In addition, the characteristics of the two-level VSI and three-level VSI are compared under identical conditions. It was confirmed through simulation that proper control of speed and torque has been achieved. In particular, the torque ripple was small and control was possible with a low DC voltage at low speed in the three-level VSI. The study confirmed that the application of DTC, using a three-level VSI, contributes to enhancing the system's response performance.

GAS TURBINE ELECTRIC PROPULSION LNG선 소개 (Introduction For Gas Turbine Electric Propulsion LNGC)

  • 여동일
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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    • pp.27-28
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    • 2006
  • 최근 LNG 연료 시장의 호황에 힘입어 LNG선들이 점차 대형화 추세에 있고, LNG선의 추진 기관 또한 경제성, 환경 영향 등의 주어진 요구 환경에 따라 다양화 되고 있다. 기존의 Steam Turbine Propulsion 외에 Conventional 2-stroke Diesel Engine 및 Dual-fuel 4-stroke Diesel Engine of LNG선의 주 기관으로서 이미 상용화 되었고, 기술적/경제적인 이유로 일반 상선의 주기관으로서는 논외에 있었던 Gas Turbine 또한 일부 Oil Major와 Gas Turbine Maker에 의해 그 적용 가능성이 논의되고 있다. 이에 따라 LNG 선에 Gas Turbine 적용 타당성, 고려 사항 및 적용에 따른 이점과 단점 등을 고찰하였다.

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교류 전동차용 IPM 주 전력변환장치(Converter/Inverter) 개발 (Development of IPM Propulsion System (Converter/Inverter) for AC Electric Vehicle)

  • 김태윤;노애숙;황광철;최종묵
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1437-1443
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    • 2004
  • In this paper, AC electric vehicle propulsion system(Converter/Inverter) using high power semiconductor, IPM(Intelligent Power module) is proposed. 2-Parallel operation of two PWM converter is adopted for increasing capacity of system and the VVVF inverter control is used a mixed control algorithm, where the vector control strategy at low speed region and slip-frequency control strategy at high speed region. The proposed propulsion system is verified by experimental results with a 1,350kW converter and 1.100kVA inverter with four 210kW traction motors.

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