• Journal of Magnetics
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• 제18권3호
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• pp.250-254
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• 2013

In this research, the linear electrical generator in wave energy farm utilizing resonance power buoy system is studied. The mechanical resonance characteristics of the buoy and the wave are analyzed to maximize the kinetic energy in a relatively small wave energy area where WRPS is operated. In this research, we chose an analog model of the linear electrical generator of which size is one-hundredth of an actual size of it in WPRS (Wave energy farm utilizing Resonance Power buoy System) prior to verifying the characteristics of actual model of linear electrical generator in WRPS. In addition, the finite element analysis is conducted using commercial electromagnetic analysis software named MAXWELL to examine the electric characteristic of linear generator. Finally, for the verification of dynamic and electric characteristics of linear generator, the prototype was manufactured and the experiments to measure the displacement and the output electric power were performed.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권4호
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• pp.403-407
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• 2014

To use vibration energy to generate electricity, a resonance vertical linear electric generator was applied to the suspension of a vehicle in a previous paper. However, the working conditions, including mass change in the vehicle body related to the cargo on board, number of passengers and the temperature difference caused by the operating environment, can influence the permanent magnet, which is the main component of the electric generator. Therefore, a robust optimum design is required to minimize the influences from the diverse operation conditions and maximize the electromotive force of the electric generator. In this paper, a resonance linear electric generator is introduced. Vibration response analysis to find the input velocity of the electric generator and an electromagnetic transient analysis to apply changes in the performance of the permanent magnet are performed. Finally, the optimum value of each design variable is derived using a Taguchi method.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5452-5459
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• 2014

현가장치에 적용 가능한 공진형 선형 발전시스템은 차량이 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 자가 발전기능을 수행하는 시스템으로써, 작은 노면 진동을 증폭하여 큰 발전량을 유도하기 위해 공진 현상을 적용하였다. 시스템의 진동변위 해석을 통해 세 가지의 각기 다른 발전기 아마튜어의 동적 거동을 시뮬레이션하였고, 이를 전자기 유한요소해석을 통해 실제 발전량을 계산 및 비교분석 하였다. 또한, 차량 노면주행 시, 다양한 가진 주파수에 공진현상을 적용하기 위해 발전기 아마튜어의 수를 증가시키는 다자유도 발전기로의 설계 개선을 수행하여 공진 점의 변화를 확인하고 이에 따른 발전량의 변화를 확인하였다. 최종적으로 동일한 제한조건(설치공간)하에서 약 35% 축소된 아마튜어를 설계하여 이전 대비, 1Hz 및 4Hz 가진환경에서 8.5 %, 13.8 % 감소하였고, 15 Hz의 가진 환경에서는 14.7 %의 증가 현상을 확인하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2005년도 학술대회 논문집
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• pp.95-99
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• 2005

This paper presents a general proposal to design and calculate the performance of a tubular permanent magnet linear generator treated here on the basis of the Finite Element Method. Optimizing the linear generator dimensions reduces the cogging force, which occurs due to the interaction between stator teeth and the permanent magnets. The generated AC voltage is analyzed and evaluated for both no load and load cases to take the armature reaction effects on the air gap flux density. A repetitive routine is followed to calculate the output AC voltage from the change of flux and the speed of the single-phase linear generator. The AC output voltage is calculated for different resistive loads, and hence, the linear generator load characteristic is obtained. The designed linear generator is capable to generate an output power of 5.3kW with AC output voltage of 222V with an efficiency of 96.8% at full load of 23.8A. The full load current is chosen based on the thermal properties of the coil wire insulations.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.391-394
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• 2008

Global warming and air pollution have increased the amount $CO_2$ in the atmosphere. In order to decrease the amount of $CO_2$, lots of researches are conducted toward using Hydrogen energy. Because of its high efficiency energy level and environmental friendly features, many companies have researched on developing hydrogen engine system and distributed generation system. Especially, the focus of this research provides the operation method of linear generator for hydrogen fuel combustion linear engine. During an ignition, linear generator is operated by motor to create the initial condition of engine combustion. Once the engine combustion is stabilized, the generator supplies electric power to grid. In order to stabilize the engine, linear generator is required to control mover frequency, direction, and force; Hence the PCS(Power Conversion System) place three H-bridge type inverter stacks in parallel to control phase current independently. As well, by using Back-to-Back method, it can receive electric power from both end.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.447-453
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• 1999

In MHD power generation system, enthalpy of the working gas is convened to electric power directly through expansion in generator channel. It means that electric power can be generated without a moving mechanical linkage such as turbine blades. The principle of MHD generation is based on Faraday'law of induction that eletromotive force(u$\times$B) is generated when the working gas of velocity u flows a channel in which magnetic field of strength(B) exists. In this paper, helium gas seeded with cesium is used as working gas. There are two types of generator in MHD generation; linear type faraday and disk type hall generator. Rogowski coils having the bandwidth of the 100(Hz) ~ 20(kHz) were used for measuring current flowing MHD disk channel. Optimum load resistor value of the MHD generator studied was 2.5[$\Omega$]. Disk type hall generator's generation performance is the main target of this paper, which superiors to linear type Faraday generator in many points. Isentropic efficiency and enthalpy extraction rate of disk type shock tube driven hall generator is discussed here.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권3호
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• pp.174-181
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• 2014

선형발전기가 연결된 부이의 수직운동에 대한 시간영역 해석을 수행하여 얻은 시계열 자료를 가지고 선형발전기를 설계하고 전기에너지 출력특성 및 효율에 대해 살펴보았다. 1차 변환장치로 원통형 부이를 선택하였고, 2차 변환장치로 양측식 할박(Halbach) 배열 영구자석 가동자와 철심형 슬롯리스(Slotless) 고정자로 구성된 선형발전기를 사용하였다. 시간영역에서 부이의 수직운동 속도와 파랑하중을 입력자료로 직선형 영구자석 발전기가 설계되었고, 설계된 발전기는 규칙파 조건에서 유한요소 해석법을 적용하여 발전특성해석을 수행함으로써, 그 타당성이 입증되었다. 또한 불규칙파 조건에서 합리적이고 빠른 해석을 위해, 등가회로법을 적용하여 발전특성 해석을 수행하였는데, 그 결과 역시 매우 타당함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3357-3362
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• 2014

본 연구에서는 자동차가 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 차량의 배터리를 자가 충전할 수 있는 현가장치에 적용 가능한 공진형 선형 발전시스템을 설계하였다. 논문에서 제안된 선형 발전기는 기존의 발전기들과는 달리, 비교적 작은 에너지 원천인 노면의 진동에 더욱 효과적으로 대응하기 위해 공진 현상을 최대한 활용하는 설계를 지향했으며, 한정된 공간인 차량 현가장치에서의 선형 발전기의 발전 효과 검증 및 향후 연구 진행의 가능성을 판단하기 위해 수치해석적 방법을 활용하여 시스템의 동적 해석을 위한 기본 입력 속도를 도출하고 시스템의 목표인 발전 기능에 대한 예측을 위해 전자기 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서 정상적인 발전 기능의 가능성을 확인한 공진형 선형 발전 시스템이 최근 자동차 산업의 큰 주축을 이루고 있는 하이브리드형 자동차 및 전기 자동차에 적용된다면, 각종 전장장치 및 배터리의 구동 및 성능유지에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권6호
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• pp.9-16
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• 2011

The feasibility of wave energy extraction from a heaving truncated cylinder and the corresponding response of the linear electric generator (LEG) composed of spring, magnet, and coil has been investigated in the frame of three-dimensional linear potential theory. The heaving motion of a circular cylinder is calculated by means of the matched eigenfunction expansion method. Further, the analytical results are validated by numerical results using the ANSYS AQWA commercial code. By the action of a heaving circular cylinder, the magnet suspended by a spring can slide vertically inside the heaving cylinder. The mechanical power is extracted from the magnet motion relative to the coil/stator which is attached to the cylinder. The coupled ODE of a heaving cylinder and LEG system in waves is derived to obtain the magnet motion relative to a cylinder. To maximize the relative motion of the magnet, both the buoy draft and the LEG system parameters (spring stiffness, damping) should be selected properly for generating the double resonance considering the peak frequency of the target spectrum.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.146-152
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• 2014

선형발전기와 연성된 원통형 부이의 수직운동으로부터 파랑에너지를 추출하는 파력발전장치의 설계과정을 소개하였다. 최대 파워는 최적조건($c_{PTO}=b_T$, ${\omega}={\omega}_N$)에서 발생하며, 공진조건시 부이의 수직운동 고유주파수와 속도스펙트럼의 피크 주파수를 일치시키지 않고 의도적으로 고유주파수를 15% 크게 설정하면 추출파워의 최대값을 더욱 높일 수 있다. 이러한 방법을 통하여 추출 파워의 증가와 함께 부이의 흘수를 낮추고 동시에 PTO 감쇠력을 줄일 수 있기 때문에 발전장치 제작 비용을 낮출 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있었다.