• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07b
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• pp.939-941
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• 2003

High Speed permanent magnet machines are currently being developed for a number of applications including gas turbine power plants, air conditioning systems, machine tools, gas pumps, high performance vacuum pumps, flywheel energy storage systems, aircraft fuel pumps, and so on. Using a high-speed machine eliminates the necessity of the mechanical gearbox and could certainly increase the system efficiency and reduce the total cost. In addition, a high-speed machine has the advantage of small dimension and low weight, i.e. low weight to power and volume to power ratio. This paper presents a review of some important applications (mostly still under development) where high-speed machines arc used, highlighting the advantages of the technology in each case.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.226-227
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• 2011

본 논문에서는 전력 시스템의 저주파 진동을 효율적으로 억제하기 위하여 기존의 PSS 를 이용하는 방법 대신 FESS를 적용하는 방법을 제시하였다. FESS PID 제어기의 최적 파라미터를 선정하기 위하여 GA를 이용한 방법을 제시하였다. 최적화 파라미터 선정시 사용되는 평가함수를 2가지로 선정하여 선정된 파라미터를 이용하여 FESS PID 제어성능을 평가하였다. 다양한 동작 조건하에 몇 가지 외란이 발생한 경우 비선형 시뮬레이션을 통하여 기존의 PSS를 이용한 방법과 동특성을 비교 고찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.707-708
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• 2008

본 논문에서는 초전도 플라이휠 에너지 저장장치 (Superconductor Flywheel Energy Storage System : SFES)의 에너지 변환을 위해 사용된 영구 자석형 전동 발전기(Permanent Magnet Synchronous Motor/Generator : PMSM/G)가 SFES의 에너지 저장효율에 미치는 영향을 평가하였다. SFES 시스템은 YBCO 벌크 초전도체를 이용한 저어널 타입(journal type)의 초전도 베어링을 사용하였으며, 슬롯리스 형 PMSM/G를 사용하였다. PMSM/G의 고정자 코어, 누설 자속 및 감겨진 코일에 의한 저장 에너지 손실을 측정하였다. 사용된 코어의 크기, 누설자속, 및 코일의 적절한 선정을 통하여 저장된 에너지의 손실을 상당히 줄일 수 있음을 확인하였다. 또한 영구자석과 코어가 동시에 회전하는 회전 코어형 전동발전기를 적용하여 에너지 손실을 매우 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.88-95
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• 2002

Recent development in the field of RE-Ba-Cu-O (REBCO, RE: Y or rare earth elements) bulk high-Tc superconductors (HTS) is reviewed in the present paper. After the fatal weak link problem of sintered REBCO superconductors has been overcome by melt processing, this field has been greatly advanced during last ten years. The critical current density $J_c$ at 77 K has been enhanced by introducing effective flux pinning sites into the $REBa_2Cu_3O_y$ (RE123) superconducting matrix. Large melt-textured REBCO bulk crystals have been fabricated with the TSMG(top-seeded melt growth) technique. Mechanical properties of REBCO bulks have been improved by using the Ag additive or epoxy resin. Real bulk applications such as current lead, fault current limiter, flywheel energy storage system, magnetic field source, magnetic separation system, and etc., surely come true near future.

• Tribology and Lubricants
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• v.23 no.6
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• pp.283-287
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• 2007

Permanent-magnet (PM) passive bearings use the repulsive forces between the rotor and the stator magnets for the bearing function. It is desirable that the stiffness of the bearing is maximized with the given volume of the magnet. The stiffness is affected by the magnet strength, the number of layers, and the magnetization patterns. Previously, finite-element method (FEM) has been used to maximize the stiffness of the bearing. In this paper, we used the equivalent current sheet method to calculate the stiffness. The validity of this approach is checked against FEM results. The optimized bearing is applied to a micro flywheel energy storage system.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04c
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• pp.86-88
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• 2008

The rotational loss is one of the most important problems for the practical use of the high power Flywheel Energy Storage System (FESS). This rotational loss is divided as the mechanical loss by windage and bearing and iron loss by hysteresis loop and eddy current in the part of the magnetic field. So, In this paper, a double-sided PMSM/G without the iron loss is designed by analytical method of the magnetic field and estimation of the back-EMF constant represented as the design parameter. This design model consists of the double-sided PM rotor with Halbach magnetized any and coreless 3-phase winding stator. The results show that the double-sided PMSM/G without iron loss can be applicable to the high power FESS.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.11b
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• pp.399-403
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• 2002

Squeeze film dampers (SFDs) are designed and analyzed for radial superconducting bearings. The designed SFDs are mounted on the superconductors submerged in liquid nitrogen such that the dampers should supply additional damping to the relatively underdamped superconducting bearing support . Basic theory of SFD assembled with superconductors is introduced. Rotordynamic simulations are provided to support the feasibility of the superconducting bearings mounted on SFDs for a horizontal flywheel energy storage system.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.11a
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• pp.343.2-343
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• 2002

Squeeze film dampers(SFDs) are designed and analyzed for radial superconducting bearings. The designed SFDs are mounted on the superconductors submerged in liquid nitrogen such that the dampers should supply additional damping to the relatively underdamped superconducting bearing support. Basic theory of SFD with superconducting bearing are introduced. Rotordynamic simulations are provided to support the feasibility of the superconducting magnetic bearings mounted on SFDs for a horizontal flywheel energy storage system.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.93.1-93.1
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• 2012

세라믹 고온초전도체는 에너지 저장장치의 핵심소재로 사용된다. 초전도 플라이휠 에너지 저장장치(Superconductor flywheel energy storage system)는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하여 저장하는 친환경, 고효율 에너지 저장장치이다. 에너지를 최소화하는데 사용되는 초전도 베어링은 고온초전도체와 영구자석으로 구성된다. 베어링에는 희토류계 초전도 물질(RE-Ba-Cu-O, RE:Rare-earth elements)가 사용된다. 베어링의 효율은 영구자석의 자력크기, 초전도체의 자기부상력과 포획자력에 비례한다. 에너지 저장효율을 높이려면 고온 초전도체의 임계전류밀도(초전도체 내부에 흘릴 수 있는 전기량)를 높이고, 초전도 결정립의 크기를 키워야 한다. 결정크기를 키우는 공정으로 종자결정성장법(Seed growth process)이 사용된다. 초전도체 제조공정은 분말의 성형, incongruent melting을 포함하는 부분 용융, 액상에서의 입성장, 포정반응을 통한 초전도 결정의 성장과정을 포함한다. 본 발표에서는 초전도 에너지 저장장치의 기본 원리, 초전도 베어링의 구성, 베어링용 초전도체의 제조방법과 특성(자기부상력과 포획자력) 평가기술, 차세대 에너지 저장장치로서의 초전도 플라이휠 에너지 저장장치의 전망에 대해 요약하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.491-492
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• 2015

본 논문에서는 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 수학적 모델을 기반으로 한 플라이휠 에너지 저장 시스템을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 모델링 하였다. PMSM의 센서리스 벡터 제어를 위해 속도 및 전류 제어기를 구현하였으며, PI형 상태 관측기를 이용한 역기전압 추정기와 PLL 기반의 위치/속도 추정기를 구현하였다. 초기 기동시 역기전압 추정기반 센서리스 제어 방식은 회전자의 위치를 정확히 추종 할 수 없어 Open-Loop 알고리즘을 통하여 동기 전동기를 구동시킨다. 플라이휠 에너지 저장 시스템의 센서리스 제어 알고리즘은 충전 모드와 발전 모드에서의 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.