• 제목/요약/키워드: Inverter design

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저위상잡음을 갖는 X-band용 위상고정 유전체 공진 발진기의 설계 및 제작 (Design of Phase Locked Dielectric Resonator Oscillator with Low Phase Noise for X-band)

  • 류근관
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.34-40
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    • 2004
  • 본 논문에서는 X-band용 저위상잡음을 갖는 위상고정 유전체 공진 발진기를 설계 및 제작하였다. 위상고정 유전체 공진 발진기의 루프대역 내의 위상잡음을 개선하기 위해서 샘플링위상비교기(Sampling Phase Detector)를 사용하여 전압제어 유전체 공진 발진기를 고안정의 기준주파수에 위상 고정시켰으며 루프대역 밖의 위상잡음을 개선하기 위해서 고임피던스 변환기를 이용한 낮은 위상잡음의 전압제어 발진기를 설계하였다. 제작된 위상고정 유전체 공진 발진기는 51.67㏈c의 고조파 억압특성을 가지고 있으며 공급전력은 1.95W 이하를 필요로 한다. 위상잡음은 상온에서 -107.17㏈c/Hz $\circleda$10KHz와 -113.0㏈c/Hz $\circleda$100KHz의 우수한 특성을 나타내었으며 출력전력은 $-20 ∼ +70^{\circ}C$의 온도 범위에서 13.0㏈m${\pm}$0.33㏈의 안정된 특성을 나타내었다.

공기 변화량 분포를 이용한 효율적인 인버터타입 압축기 시스템 (Efficient Inverter Type Compressor System using the Distribution of the Air Flow Rate)

  • 심재용;김용철;노영빈;정회경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.2396-2402
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    • 2015
  • 공기압축기는 공장 및 설비 가동에 사용되는 필수 장비로써 미국 산업용 전기의 약 30%를 소비하고 있으며, 소비전력 절감을 위해 고급화된 기술 방안들이 제시되고 있다. 압축공기 변화량의 진폭변동이 작을 경우 시스템 안정성이 증가하며, 소비전력을 절감시켜 효율적인 에너지 시스템 설계를 가능하게 한다. 일반적으로 통계적 분석에서는 데이터의 분포를 정규분포, 로그정규분포, 감마분포 등을 이용하여 나타내지만, 압축공기 변화량을 나타내는 데이터처럼 긴 꼬리를 가지는 경우, 한 가지의 분포를 적용하는 것은 적합하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 압축공기의 변화량과 관련된 데이터를 두 개의 영역으로 나눈 혼합분포함수를 적용하여 평균전력 절감 가능성을 제시하였다. 이는 압축공기 변화량이 충분히 큰 수를 초과하는 영역에서는 가우시안 분포보다는 일반 파레토 분포가 더 정확한 퀀타일 값을 추정하는 데에 적합하기 때문이다.

Selective Harmonic Elimination in Multi-level Inverters with Series-Connected Transformers with Equal Power Ratings

  • Moussa, Mona Fouad;Dessouky, Yasser Gaber
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권2호
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    • pp.464-472
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    • 2016
  • This study applies the selective harmonic elimination (SHE) technique to design and operate a regulated AC/DC/AC power supply suitable for maritime military applications and underground trains. The input is a single 50/60 Hz AC voltage, and the output is a 400 Hz regulated voltage. The switching angles for a multi-level inverter and transformer turns ratio are determined to operate with special connected transformers with equal power ratings and produce an almost sinusoidal current. As a result of its capability of directly controlling harmonics, the SHE technique is applicable to apparatus with congenital immunity to specific harmonics, such as series-connected transformers, which are specially designed to equally share the total load power. In the present work, a single-phase 50/60 Hz input source is rectified via a semi-controlled bridge rectifier to control DC voltage levels and thereby regulate the output load voltage at a constant level. The DC-rectified voltage then supplies six single-phase quazi-square H-bridge inverters, each of which supplies the primary of a single-phase transformer. The secondaries of the six transformers are connected in series. Through off-line calculation, the switching angles of the six inverters and the turns ratios of the six transformers are designed to ensure equal power distribution for the transformers. The SHE technique is also employed to eliminate the higher-order harmonics of the output voltage. A digital implementation is carried out to determine the switching angles. Theoretical results are demonstrated, and a scaled-down experimental 600 VA prototype is built to verify the validity of the proposed system.

전기철도 차량기지 변전소의 실시간 무효전력/역률 보상설비 적용에 따른 전력품질 개선에 관한 연구 (A Study on Improving Power Quality by Real-time Reactive Power/Power Factor Compensating Equipment at Substation in Marshalling Yard)

  • 박수철;송중호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.58-67
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    • 2006
  • 본 논문에서는 전기철도 차량기지 변전소의 전력품질을 개선하기 위한 실시간 무효전력/역률 보상설비를 제안하였으며 실제 차량기지에 적용하기 위한 최적의 용량을 제시하였다. 이를 위하여 현재 상용화된 여러 종류의 실시간 무효전력/역률 보상설비를 소개하였고 이 중에 전기철도 차량기지 변전소의 부하 특성에 가장 적합한 보상설비인 SVG(Static Var Generator)를 제시하였다. 제시된 SVG는 PSIM을 사용하여 간이 모의 시스템으로 구현되었으며 이를 통한 기본적인 보상원리와 모의 결과를 기술하였다. 실제 차량기지에 적용하기 위한 최적의 용량 설계는 실제 측정된 차량기지 변전소의 전력품질 데이터를 기초로 설계되어 졌으며 보상효과 및 경제적인 측면이 고려된 용량으로 제시되었다. 최종적으로 전압형 인버터와 직류 커패시터로 구성된 실시간 무효전력/역률 보상설비를 통한 실제 전기철도 차량기지 변전소의 전력품질 개선에 대하여도 기술되었다.

Ka-band 위성 중계기용 저위상잡음 국부발진기의 설계 및 제작 (Design of Local Oscillator with Low Phase Noise for Ka-band Satellite Transponder)

  • 류근관;이문규;염인복;이성팔
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.552-559
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    • 2002
  • 본 논문에서 는 Ka-band 위 성 중계 기용 국부발진기 의 EM(Engineering Model)을 설계 및 제작하였다. 루프 대역 밖의 위상잡음을 개선하기 위해서 고임피던스 변환기를 이용한 낮은 위상잡음의 전압제어 발진기를 설계하고 샘플링위상비교기(Sampling Phase Detector)를 사용하여 전압제어 발진기를 고안정의 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)에 위상 고정시킴으로써 루프 대역 내의 위상잡음을 개선하였다. 개발된 국부발진기는 43.83 dBc 이상의 고조파 억압특성을 가지고 있으며 공급전력은 15 V, 160 mA를 필요로 한다. 위상잡음은 -102.5 dBc/Hz @10 KHz와 -104.0 dBc/Hz @100 KHz의 특성을 나타내며 출력전력은 -20 - +7$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 13.50 dBm$\pm$0.33 dB의 특성을 얻었다.

An Economic Evaluation under Thailand Feed in Tariff of Residential Roof Top Photovoltaic Grid Connected System with Energy Storage for Voltage Stability Improving

  • Treephak, Kasem;Saelao, Jerawan;Patcharaprakiti, Nopporn
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제3권1호
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    • pp.120-128
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    • 2015
  • In this paper, Residential roof top photovoltaic system with 9.9 kW design is proposed. The system composed of 200 Watts solar array 33 panels connecting in series 10 strings and parallels 3 strings which have maximum voltage and current are 350 V and 23.8 A. The 10 kW sinusoidal grid-connected inverter with window voltage about 270-350 is selected to convert and transfer DC Power to AC Power at PCC (Point of Common Coupling) of power system following to utility standard. However the impact of fluctuation and uncertainty of weather condition of PV may decrease the voltage stability and voltage collapse of power system. In order to solve this problem the energy storage such 120 V 1200 Ah battery bank and 30 kVAR capacitor are designed for voltage stability control. The other expensed for installing the system such battery charger, cable, accessories and maintenance cost are concerned. The economic analysis by using investment from money loan with interest about 7% and use own money which loss income of deposit about 3% are calculated as 671,844 and 547,044 for PV system with energy storage and non energy storage respectively. The solar energy from PV is about 101,616 Bath per year which evaluated by using the value of $5kWh/m^2/day$ from average peak sun hour (PSH) of the Thailand and 6.96 Bath/kWh of Feed in Tariff Incentive. The payback periods of four scenarios are proposed follow as i) PV system with energy storage and use loan money is 15 years ii) PV system with no energy storage and use loan money is 10 years iii) PV system with energy storage and use deposit money is 9 years iv) PV system with energy storage and use deposit money is 7 years. In addition, the other scenarios of economic analysis such no FIT support and other type of economic analysis such NPV and IRR are proposed in this paper.

전기자동차용 이중 게이트 구조를 갖는 전력 IGBT소자의 전기적인 특성 분석 (Analysis of Electrical Characteristics of Dual Gate IGBT for Electrical Vehicle)

  • 강이구
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • 본 논문에서는 플래너 게이트 및 트렌치 게이트의 구조를 동시에 가지고 있는 1200V급 이중 게이트 IGBT 소자를 제안함과 동시에 전기적인 특성을 분석하였으며, 분석된 결과를 가지고 플래너 게이트 및 트렌치 게이트 IGBT 소자의 전기적인 특성과 비교 분석하였다. 이중 게이트 IGBT 소자를 설계하는데 있어 문턱전압 및 온 상태 전압 강하에 영향을 주는 P-베이스 영역에 있어 P-베이스에 깊이는 트렌치 게이트 소자 영역에 영향을 주며, P-베이스에 너비는 플래너 게이트 소자 영역에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시한 이중 게이트 IGBT 소자의 전기적인 특성인 항복전압은 1467.04V, 온 전압 강하는 3.08V, 문턱전압은 4.14V의 특성을 나타내고 있다.

100마력 고온초전도 동기전동기 개발 (Development of a 100 hp HTS Synchronous Motor)

  • 손명환;백승규;이언용;권영길;조영식;김종무;문태선;김영춘;권운식;박희주
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제54권2호
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    • pp.94-100
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    • 2005
  • Korea Electrotechnology Research Institute(KERI) has successfully developed a 100hp-1800rpm-class high temperature superconducting(HTS) motor with high efficiency under partnership with Doosan Heavy Industries & Construction Co. Ltd. This motor has a HTS field winding and an air-cooled stator. The advantages of HTS motor can be represented by a reduction of 50% in both losses and size compared to conventional motors of the same rating. The cooling system is based on the heat transfer mechanism of the thermosyphon by using GM cryocooler as cooling source. The cold head is in contact with the condenser of a Ne-filled thermosyphon. Independently, the rotor assembly was tested at the stationary state and combined with stator. The HTS field winding could be cooled into below 30K. Test of open-circuit characteristics(OCC) and short-circuit characteristics(SCC) and load test with resistive load bank were conducted in generator mode. Also, load tests in motor mode driven by inverter were finished at KERI. Maximum operating current of field winding at 30K was 120A. From OCC and SCC test results synchronous inductance and synchronous reactance were 2.4mH, 0.49pu, respectively. Efficiency of this HTS machine was 93.3% in full load(100hp) test. This paper will present design, construction. and experimental test results of the 100hp HTS machine.

범용 CMOS 공정을 사용한 DTMOS 슈미트 트리거 로직의 구현을 통한 EM Immunity 향상 검증 (DTMOS Schmitt Trigger Logic Performance Validation Using Standard CMOS Process for EM Immunity Enhancement)

  • 박상혁;김소영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권10호
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    • pp.917-925
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    • 2016
  • 슈미트 트리거 로직(Schmitt Trigger Logic)은 디지털 회로의 노이즈에 대한 내성을 향상시키기 위해 히스테리시스 특성을 보이는 게이트를 제안한 설계 방법이다. 슈미트 트리거 특성을 보이는 설계 방법 중 최근에 제안된 substrate bias를 조정하여 구현하는 Dynamic Threshold voltage MOS(DTMOS) 방법을 사용할 경우, 게이트 수를 늘이지 않고 내성을 향상 시킬 수 있는 설계방법이나, 범용 CMOS 공정에서 구현하여 시뮬레이션으로 예상하는 성능을 얻을 수 있는지는 검증되지 않았다. 본 연구에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 DTMOS 설계 방법을 구현하여 히스테리시스 특성을 측정하여 검증하였다. DTMOS 슈미트 트리거 버퍼, 인버터, 낸드, 노어 게이트 및 간단한 디지털 로직 회로를 제작하였으며, 히스테리시스 특성, 전력 소모, 딜레이 등의 특성들을 관찰하고, 일반적인 CMOS 게이트로 구현된 회로와 비교하였다. 노이즈에 대한 내성이 향상되는 것을 Direct Power Injection(DPI) 실험을 통해 확인하였다. 본 논문을 통해 제작된 DTMOS 슈미트 트리거 로직은 10 M~1 GHz 영역에서 전자파 내성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.

Compact 1×2 and 2×2 Dual Polarized Series-Fed Antenna Array for X-Band Airborne Synthetic Aperture Radar Applications

  • Kothapudi, Venkata Kishore;Kumar, Vijay
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제18권2호
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    • pp.117-128
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    • 2018
  • In this paper, compact linear dual polarized series-fed $1{\times}2$ linear and $2{\times}2$ planar arrays antennas for airborne SAR applications are proposed. The proposed antenna design consists of a square radiating patch that is placed on top of the substrate, a quarter wave transformer and $50-{\Omega}$ matched transformer. Matching between a radiating patch and the $50-{\Omega}$ microstrip line is accomplished through a direct coupled-feed technique with the help of an impedance inverter (${\lambda}/4$ impedance transformer) placed at both horizontal and vertical planes, in the case of the $2{\times}2$ planar array. The overall size for the prototype-1 and prototype-2 fabricated antennas are $1.9305{\times}0.9652{\times}0.05106{{\lambda}_0}^3$ and $1.9305{\times}1.9305{\times}0.05106{{\lambda}_0}^3$, respectively. The fabricated structure has been tested, and the experimental results are similar to the simulated ones. The CST MWS simulated and vector network analyzer measured reflection coefficient ($S_{11}$) results were compared, and they indicate that the proposed antenna prototype-1 yields the impedance bandwidth >140 MHz (9.56-9.72 GHz) defined by $S_{11}$<-10 dB with 1.43%, and $S_{21}$<-25 dB in the case of prototype-2 (9.58-9.74 GHz, $S_{11}$< -10 dB) >140 MHz for all the individual ports. The surface currents and the E- and H-field distributions were studied for a better understanding of the polarization mechanism. The measured results of the proposed dual polarized antenna were in accordance with the simulated analysis and showed good performance of the S-parameters and radiation patterns (co-pol and cross-pol), gain, efficiency, front-to-back ratio, half-power beam width) at the resonant frequency. With these features and its compact size, the proposed antenna will be suitable for X-band airborne synthetic aperture radar applications.