• 전기학회논문지
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• 제63권10호
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• pp.1467-1472
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• 2014

This paper study on powering characteristic on speed variation of propulsion system of prototype 8200 electric locomotive propulsion system through simulation modeling. For this purpose, it being applied in the field of railway IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) elements are used. Converter was performed PLL (Phase-Locked Loop) control method that is used to control the phase and output voltage, and the inverter was carried an indirect vector control method to control the speed of traction motor. The results of simulation by modeling and experimental unit, we was confirmed that converter is controlled a unity power factor and output voltage by reference voltage. Also traction motor was controlled by indirect vector control and SVPWM inverter switching method very well.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.63-65
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• 2004

The recent advancement in the power electronic technique has increased the use of induction motor fed by inverter using high-frequency switching devices. Also the tendency is toward larger size and higher voltage. Therefore, The IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) that is high switching frequency element has been using increase. But, The switching surge voltage was occurred by high switching frequency of inverter has appeared a voltage doubling in the motor input terminal due to mismatching of cable characteristic impedance and motor characteristic impedance. Actually, The Switching surge voltage became the major cause to occur the insulation failure by serious voltage stress in the stator winding of induction motor. The short during rise time of switching surge and cable length is increased, the maximum transient voltage seen at the motor terminals increases. In this paper, Analyzed switching surge transient voltage of power cable pulling is used EMTP(Electromagnetic Transient Program) at the induction motor terminal and in cable.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.343-344
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• 2010

화석연료의 고갈로 인하여 친환경 자동차에 대한 연구와 상용화가 급속도로 진행되면서 점점 대형 차종으로 그 범위가 넓어지고 있다. 대형 차종에 적용되는 전기동력 시스템의 MCU(Motor Control Unit), GCU(Generator Control Unit), DC/DC 컨버터 등과 같은 전장품도 그 용량이 커지면서 상용화를 위해 효율적인 측면도 많이 부각되지만 스위칭 소자, 변압기, 초크, 다이오드 등에서 동작으로 인해 열이 발생하고 제품의 구조상 밀폐된 공간에 장착이 되기 때문에 발열로 인한 동작의 신뢰성과 제품의 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 그중 가장 발열이 심한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같은 스위칭 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위해 수냉구조가 필수적이며 동일한 조건의 수압, 유량에 보다 높은 방열특성을 가지기 위해 냉각구조에 대한 해석이 제품을 개발 전에 선행되어야 한다. 본 논문에서는 유로의 냉각핀 형상과 유로 구조에 따라 방열특성이 어떠한 차이가 있는지 시뮬레이션 프로그램을 통하여 비교하고, 모사발열체를 이용한 방열부의 냉각 성능 시험과 다이나모 환경의 최대 출력 시험을 통하여 방열 특성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.2230-2236
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• 2012

현재 대형선박에서 다이오드 정류기를 이용한 AC-DC 전력변환장치를 주로 사용하고 있으며 이는 총고조파왜형율을 줄이기 위하여 다중펄스를 출력할 수 있는 상치환변압기가 추가적으로 설치되어야 한다. 이 경우 상치환변압기의 설치로 인해 공간적, 경제적 손실이 발생한다. 본 논문에서는 LNG 운반선 등과 같은 대형선박에서 현재 운용중인 다이오드 정류기를 대신하여 SCR, IGBT등의 소자를 이용하는 새로운 능동형 정류방식을 제안하여 저전압 전원의 이용이 가능하고 전력선 부하에 의해 발생하는 고조파 발생을 줄이며 또한, 기존의 방식에서 사용하는 상치환변압기를 제거하여 경제적인 이점도 얻고자 하였다. 현재 대형선박에서 운용중인 전기추진시스템에 제안한 시스템을 시뮬레이션 한 결과, 추진전동기 입력 전류 및 전압 파형에 포함된 총고조파왜형율이 개선됨을 나타내었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.81-90
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• 2002

본 논문은 직접토크제어에 의한 리럭턴스 동기 전동기의 위치센서 없는 고성능 제어시스템을 제안한다. 이 시스템은 고정자 자속관측기, 속도/토크 관측기, 두 개의 디지털 히스테리시스 제어기, 최적 스위칭 룩업 테이블, IGBT 전압형 인버터, 그리고 TMS320C31 DSP보드로 구성된다. 넓은 속도 범위에서의 안정된 응답특성을 얻기 위해서 전동기 단자에서 얻어진 전압과 전류를 사용하는 폐루프 자속관측기를 사용하였다. 개발된 고성능 속도제어 시스템의 동특성을 검증하기 위해서 1.0[kW] 리럭턴스 동기 전동기를 사용하여 시뮬레이션과 실험을 수행한 결과 저속영역과 고속영역 모두 우수한 동특성을 얻을 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.671-680
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• 2022

본 논문에서는 현재 출시되어 있는 전기차의 구동모터 사양을 대부분 포괄하는 200kW급 구동용 모터드라이버를 개발하였다. 고효율ㆍ고전력밀도를 달성하기 위해 기존 전력반도체(Insulated-gate bipolar transistor, IGBT)대신에 차세대 전력반도체(Silicon carbide, SiC)를 적용하였으며 SiC를 최적사용하기 위해 하드웨어에 대한 분석을 통해, 예상되는 효율 및 방열특성을 구하여 최적 설계를 하였다. 전기차 구동모터에 대부분 활용되는 매입형 영구자석 동기모터(Interior permanent-magnet synchronous machine, IPMSM)를 위한 벡터 제어 알고리즘을 DSP를 활용하여 구현하였다. 본 논문에서는 SiC기반 전기차 구동용 모터드라이버 시작품을 설계ㆍ제작하였으며 실험을 통해 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.360-368
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• 2017

This paper proposes the 80-kW high-efficiency bidirectional hybrid SiC boost/buck converter using droop control for DC nano-grid. The proposed converter consists of four 20-kW modules to achieve fault tolerance, ease of thermal management, and reduced component stress. Each module is constructed as a cascaded structure of the two basic bi-directional converters, namely, interleaved boost and buck converters. A six-pack hybrid SiC intelligent power module (IPM) suitable for the proposed cascaded structure is adopted for high-efficiency and compactness. The proposed converter with hybrid switching method reduces the switching loss by minimizing switching of insulated gate bipolar transistor (IGBT). Each module control achieves smooth transfer from buck to boost operation and vice versa, since current controller switchover is not necessary. Furthermore, the proposed parallel control using DC droop with secondary control, enhances the current sharing accuracy while well regulating the DC bus voltage. A 20-kW prototype of the proposed converter has been developed and verified with experiments and indicates a 99.3% maximum efficiency and 98.8% rated efficiency.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.845-848
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• 2009

전력용반도체(Power Management IC)는 전력의 변환이나 제어용으로 최적화되어 있는 전력장치용 반도체 소자로서 전자기기에 들어오는 전력을 그 전자기기에 맞게 변경하는 역할을 하며, 일반 반도체에 비해서 고내압화, 큰 전류화, 고주파수화 되어 있다. 전력용반도체는 전기가 쓰이는 제품에는 다 들어가며, 자동차, 공업제품, 컴퓨터와 주변기기, 통신, 가전제품, 모바일 기술, 대체 에너지 등에 대한 수요 증가가 시장의 성장을 촉진한다. 전력용반도체 개발을 통해 대일무역적자 해소 기여, 취약한 비메모리 산업의 육성을 통한 반도체산업의 균형발전, 신성장동력 창출을 통한 미래 경제발전을 도모할 수 있다. 본 고에서는 반도체 부문의 미래 유망품목인 전력용반도체의 필요성 및 중요성, 시장현황 및 전망을 중심으로 살펴보고 결론에서 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권3호
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• pp.27-35
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• 2013

One of the most important factors that have a large influence on performance of the solar water heater system is performance of the solar collector, more detailedly, coating technology on the surface of the solar collector, which can provide high solar absorptance and low emittance. The core of the coating technology is to coat solar selective surfaces. In this study, various performance experiments are carried out using $Cr_2(SO_4)_3{\cdot}15H_2O$ coating technology. Here, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) of 5000A-15V was used as the surface processing rectifier which can stably output power and also can control voltage and current. The plating solution mainly contains black chrome$^{+3}$ concentration, H-y Conductivity, N-u Complex, NF Additive and NC-2 Wetter. Before applying the black chrome coating on the copper plate, optimal conditions are provided by using various preprocessing methods such as removal of fat, activation, electrolytic polishing, nickel strike, copper sulfate plating and bright neckel plating, and then the automatic continuous coating experiment are performed according to plating time and cathode current density. In the experiment, after the removal of fat, chemical polishing, nickel strike and activation processes as the preprocessing methods, the black chrome coating was performed in a plate solution temperature of $28^{\circ}C$ and a cathode current density of $18A/cm^2$ for 90 seconds. The thickness of chrome and nickel on the coated plate is $0.389{\mu}m$, $159{\mu}m$ respectively. As a result of the coating experiment, it showed the most excellent performance having a high solar absorptance of 98% and a low emittance of $5{\pm}1%$ when the black chrome surface had a thickness of $0.398{\mu}m$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.415-421
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• 2021

본 연구는 절연 게이트 양극성 트랜지스터 모듈의 히트 싱크의 유로의 형상으로써 직선 유로, 한 번 꺾인 형태의 유로, 두 번 꺾인 형태의 유로를 적용하여, 유로의 형상에 따른 방열 성능을 분석하였다. 각 유로 형상에서 운전 조건에 대한 영향 또한 분석하기 위하여 냉각수의 유량과 공급 온도를 추가적으로 제어하며 분석을 진행하였다. 본 연구는 유동 해석을 통하여 이루어 졌으며, 상용 소프트웨어인 ANSYS Fluent를 사용하였다. 직선 유로보다 꺾인 형태를 갖는 유로의 방열량이 같은 운전 조건에서 최대 8.0 % 수준 개선되었으며, 개선 정도는 냉각수의 공급 온도와는 무관하였고, 냉각수의 유량이 많아질수록 개선 정도가 2.0 %에서 8.0 %까지 증가하였다. 그러나 두 번 꺾인 유로는 한 번 꺾인 유로와 비슷한 수준의 방열 성능을 보였고, 기생 손실에 영향을 주는 압력 강하량은 2.48~2.55배 수준으로 증가하는 결과를 보여, 방열 효율이 낮아지는 것을 확인 하였다. 이를 단위 압력 강하량 당 방열량으로 계산하여 비교하였으며, 직선 유로를 갖는 히트 싱크에서 그 값이 가장 높은 것을 확인하였다.