Modular multilevel converters (MMCs) have been receiving extensive research interest in high/medium-voltage applications due to its modularity, scalability, reliability, high-voltage capability, and excellent harmonic performance. Submodule capacitors are usually rather bulky because they have to withstand fundamental frequency voltage fluctuations. To reduce the capacitance of these capacitors, this study proposes a modified MMC with an active power decoupling circuit within each submodule. The modified submodule contains an auxiliary half bridge, with its capacitor split in two. Also, the midpoints of the half bridge and the split capacitors are connected by an inductor. With this modified submodule, the fundamental frequency voltage fluctuation can be suppressed to a great extent. The second-order voltage fluctuation, which is the second most significant component in submodule voltage fluctuations, is removed by the proper control of the second-order circulating current. Consequently, the submodule capacitance is significantly reduced. The viability and effectiveness of the proposed new MMC are confirmed by the simulation and experimental results. The proposed MMC is best suited for medium-voltage applications where power density is given a high priority.
Inerter-based damping devices (IBBDs), which consist of inerter, spring and viscous damper, have been extensively investigated in vehicle suspension systems and demonstrated to be more effective than the traditional control devices with spring and viscous damper only. In the present study, the control performance on cable vibration reduction was studied for four different inerter-based damping devices, namely the parallel-connected viscous mass damper (PVMD), series-connected viscous mass damper (SVMD), tuned inerter dampers (TID) and tuned viscous mass damper (TVMD). Firstly the mechanism of the ball screw inerter is introduced. Then the state-space formulation of the cable-TID system is derived as an example for the cable-IBBDs system. Based on the complex modal analysis, single-mode cable vibration control analysis is conducted for PVMD, SVMD, TID and TVMD, and their optimal parameters and the maximum attainable damping ratios of the cable/damper system are obtained for several specified damper locations and modes in combination by the Nelder-Mead simplex algorithm. Lastly, optimal design of PVMD is developed for multi-mode vibration control of cable, and the results of damping ratio analysis are validated through the forced vibration analysis in a case study by numerical simulation. The results show that all the four inerter-based damping devices significantly outperform the viscous damper for single-mode vibration control. In the case of multi-mode vibration control, PVMD can provide more damping to the first four modes of cable than the viscous damper does, and their maximum control forces under resonant frequency of harmonic forced vibration are nearly the same. The results of this study clearly demonstrate the effectiveness and advantages of PVMD in cable vibration control.
This paper proposes a practical sliding-mode controller design for shaping the impedances of cascaded boost-converter power decoupling circuits for reducing the second order harmonic ripple in photovoltaic (PV) current. The cascaded double-boost converter, when used as power decoupling circuit, has some advantages in terms of a high step-up voltage-ratio, a small number of switches and a better efficiency when compared to conventional topologies. From these features, it can be seen that this topology is suitable for residential (PV) rooftop systems. However, a robust controller design capable of rejecting double frequency inverter ripple from passing to the (PV) source is a challenge. The design constraints are related to the principle of the impedance-shaping technique to maximize the output impedance of the input-side boost converter, to block the double frequency PV current ripple component, and to prevent it from passing to the source without degrading the system dynamic responses. The design has a small recovery time in the presence of transients with a low overshoot or undershoot. Moreover, the proposed controller ensures that the ripple component swings freely within a voltage-gap between the (PV) and the DC-link voltages by the small capacitance of the auxiliary DC-link for electrolytic-capacitor elimination. The second boost controls the main DC-link voltage tightly within a satisfactory ripple range. The inverter controller performs maximum power point tracking (MPPT) for the input voltage source using ripple correlation control (RCC). The robustness of the proposed control was verified by varying system parameters under different load conditions. Finally, the proposed controller was verified by simulation and experimental results.
Zhang, Xiaoqian;Wang, Qifei;Li, Chengwu;Sun, Xiaoqi;Yan, Zheng;Nie, Yao
Geomechanics and Engineering
/
v.19
no.1
/
pp.11-20
/
2019
The use of electrokinetic dissipation method to study the fluid flow law in micro-pores is of great significance to reservoir rock microfluidics. In this paper, the micro-capillary theory was combined with the coupling model of the seepage field and the current field under the excitation of the harmonic signal, and the coupling theory of the electrokinetic effect under the first-order approximation condition was derived. The dissipation equation of electrokinetic dissipation and viscous resistance dissipation and its solution were established by using Green's function method. The physical and mathematical models for the electrokinetic dissipation of reservoir rocks were constructed. The microscopic mechanism of the electrokinetic dissipation of reservoir rock were theoretically clarified. The influencing factors of the electrokinetic dissipation frequency of the reservoir rock were analyzed quantitatively. The results show that the electrokinetic effect transforms the fluid flow profile in the pores of the reservoir from parabolic to wavy; under low-frequency conditions, the apparent viscosity coefficient is greater that one and is basically unchanged. The apparent viscosity coefficient gradually approaches 1 as the frequency increases further. The viscous resistance dissipation is two orders of magnitude higher than the electrokinetic effect dissipation. When the concentration of the electrolyte exceeds 0.1mol/L, the electrokinetic dissipation can be neglected, while for the electrolyte solution (<$10^{-2}M$) in low concentration, the electrokinetic dissipation is very significant and cannot be ignored.
The back-to-back HVDC asynchronous grid interconnect technology has problems of high harmonic generation, high cost, and low scalability. To solve this problem, research on asynchronous grid interconnect technology using VFT is actively being conducted. However, the reactive power due to the inductance component of the VFT is generated, and the problem of additional installation of the reactive power compensating facility is inevitably generated. Therefore, in this paper, we aim to solve the reactive power compensation problem of existing VFT by designing rectifier AC-DC converter, which is an essential element of the asynchronous grid connection system using VFT, to compensate reactive power as well as active power supply. The performance was verified through simulation.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
v.12
no.1
/
pp.399-413
/
2020
The numerical simulation of liquid sloshing in the three-dimensional tanks under horizontal excitation and roll excitation was carried out, and the inhibition effect of different baffles on the sloshing phenomenon was investigated. The numerical calculations were carried out by the nonlinear Boundary Element Method (BEM) with Green's theorem based on the potential flow, which was conducted with the governing equation corresponding to the boundaries of each region. The validity of the method was verified by comparing with experimental values and published literatures. The horizontal baffle, the vertical baffle and the T-shaped baffle in the sloshing tanks were investigated respectively, and the baffles' position, dimension and the liquid depth were provided and discussed in detail. It is drawn that the baffle shape plays a non-negligible role in the tank sloshing. The vertical baffle is a more effective way to reduce the sloshing amplitude when the tank is under a horizontal harmonic excitation while the horizontal baffle is a more effective way when the tank is under a roll excitation. The amplitude of free surface elevation at right tank wall decreases with the increasing of the horizontal baffle length and the vertical baffle height. Although the T-shaped baffle has the best suppression effect on tank sloshing under horizontal excitation, it has limited suppression effect under roll excitation and will complicate the sloshing phenomenon when changing baffle height.
Kang, Ho Hyun;Jang, Sung-Jin;Lee, Hyung-Woo;Hwang, Jun-Ho;Lee, Kyo-Beum
Journal of IKEEE
/
v.26
no.2
/
pp.271-279
/
2022
This paper proposes an advanced dead-time compensation method for dual inverter with a floating capacitor. The dual inverter with floating capacitor is composed of double two-level inverters and a bulk electrolytic capacitor. The output voltage of the dual inverter is dropped by the conduction voltage of the power semiconductors. The voltage drop and dead-time cause the fundamental and harmonic distortions of output currents. When supplied power for OEW-load is low, the dual inverter operates as single inverter for effective operation. The dead-time compensation method for the dual inverter operated as single inverter is needed for reliability. The proposed method using band pass filter in this paper compensates dead-time, dead-time error and changed voltage drop error of power semiconductors for the dual inverter and dual inverter operated as single inverter. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation results.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
/
v.17
no.5
/
pp.1054-1065
/
1993
A computer simulation is performed on the effectiveness of the active minimization of harmonically excited enclosed sound fields for producing global reduction in the amplitude of the pressure fluctuations. In this study for the appreciable reductions in total time averaged acoustic potential energy, $E_{pp}$, the transducer location strategies for three dimensional active noise control is presented based on a state space modal which approximates the closed acoustic field.In this study, the above theoretical basis is used to investigate the application of active control to sound fields of low modal density. By the used of room-like 3-dimensional rectangular enclosure it is demonstrated that the reductions in $E_{pp}$ can be achieved by using a single secondary source, provided that the source is placed within the half a wavelength from the primary source and placed away from nodal line of the sound field. Concerning the reductions in $E_{pp}$ by minimzing the pressure in sound fields by the use of 3-dimensional rectangular enclosure, the effects of the number of sensors and the locations of these sensors are investigated. When a few modes dominate the response it is found that if only a limited number of sensors are located away from nodal line and located at the pressure maxima of the sound field such as at each corner of a rectangular enclosure.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.17
no.7
/
pp.380-388
/
2016
Using the magnet gear, it is possible to transmit power without mechanical contact. As the drive shaft in a magnet gear-based speed reducer system is isolated from the drive shaft, the system is a two-inertia resonance system that should cope with an external load with the limited air-gap stiffness. On the other hand, the drive shaft or low-speed side is controlled only by the torque of the drive shaft through an air-gap, and the excessive oscillation or the slip can then be generated because of an abrupt disturbance that is different from the general mechanical gear system. Therefore, the disturbance loaded at the low speed side should be measured or estimated, and considered in the control of the driving shaft. This paper proposes a novel full-state feedback controller with a reduced-order observer for the speed reducer system using a magnet gear with a unified harmonic modulator. The control method was verified by simulation and experiment. To estimate the load at the low speed side, a novel observer was designed, in which the new state variable is introduced and the new state equation is formulated. Using a full-state feedback controller including the observer, the test result against disturbance was compared with two D.O.F PI speed controllers. The pole slip was compensated within relatively a short time, and the simulation result about the estimated variable shows a similar tendency to the test result. The test results showed that the magnet gear-based reducer can be applied to an accurate servo system.
Antanas Sederevicius;Vaidas Oberauskas;Rasa Zelvyte;Judita Zymantiene;Kristina Musayeva;Juozas Zemaitis;Vytautas Jurenas;Algimantas Bubulis;Joris Vezys
Journal of Animal Science and Technology
/
v.65
no.1
/
pp.244-257
/
2023
The study aimed to investigate the effect of low-frequency oscillations on the cow udder, milk parameters, and animal welfare during the automated milking process. The study's objective was to investigate the impact of low-frequency oscillations on the udder and teats' blood circulation by creating a mathematical model of mammary glands, using milkers and vibrators to analyze the theoretical dynamics of oscillations. The mechanical vibration device developed and tested in the study was mounted on a DeLaval automatic milking machine, which excited the udder with low-frequency oscillations, allowing the analysis of input parameters (temperature, oscillation amplitude) and using feedback data, changing the device parameters such as vibration frequency and duration. The experimental study was performed using an artificial cow's udder model with and without milk and a DeLaval milking machine, exciting the model with low-frequency harmonic oscillations (frequency range 15-60 Hz, vibration amplitude 2-5 mm). The investigation in vitro applying low-frequency of the vibration system's first-order frequencies in lateral (X) direction showed the low-frequency values of 23.5-26.5 Hz (effective frequency of the simulation analysis was 25.0 Hz). The tested values of the first-order frequency of the vibration system in the vertical (Y) direction were 37.5-41.5 Hz (effective frequency of the simulation analysis was 41.0 Hz), with higher amplitude and lower vibration damping. During in vivo experiments, while milking, the vibrator was inducing mechanical milking-similar vibrations in the udder. The vibrations were spreading to the entire udder and caused physiotherapeutic effects such as activated physiological processes and increased udder base temperature by 0.57℃ (p < 0.001), thus increasing blood flow in the udder. Used low-frequency vibrations did not significantly affect milk yield, milk composition, milk quality indicators, and animal welfare. The investigation results showed that applying low-frequency vibration on a cow udder during automatic milking is a non-invasive, efficient method to stimulate blood circulation in the udder and improve teat and udder health without changing milk quality and production. Further studies will be carried out in the following research phase on clinical and subclinical mastitis cows.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.