• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4469-4474
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• 2014

본 논문에서는 유한요소법을 사용하여 자기부상열차용 선형 유도 전동기의 효율적인 운전곡선 도출 방법을 제안한다. 긴 시간의 동특성 해석을 위해 선형유도기 모델을 선형에서 회전형 타입으로 변환하고, 제어시 필요한 슬립 파라미터를 전자장 해석을 통하여 효과적으로 도출하였다. 견인용 선형유도전동기는 인버터에 의해 저속의 정토크 영역에서는 전압/주파수 (V/f) 일정제어를 수행하고, 고속에서의 정출력 영역에서는 전압을 고정시키고 주파수를 증가시키면서 제어한다. 따라서 논문에서는 정토크 및 정출력 영역의 운전 특성을 도출하기 위해 각 구간에서 일정한 스텝으로 슬립특성 곡선을 도출하고, 차량의 운전 상태에 따른 슬립 및 주파수를 특성곡선의 보간법에 의해 결정한다. 본 방법을 이용하면 차량의 임의의 부하상태에 따라 최적의 운전 지령을 제시할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.412-418
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• 2010

본 논문에서는 최근 들어 철도신호시스템분야에서 중요한 이슈로 부각되고 있는 소프트웨어 측면에서의 신뢰성과 안전성 수준을 국제규격(IEC 62279)에 부합할 수 있도록 하기 위한 접근방법을 모색하며, 실제 적용사례(국토해양부 및 한국건설교통기술평가원이 주관하는 국가 대형연구개발 실용화 사업인 "도시형 자기부상열차 실용화사업 시범노선 건설 열차제어시스템 구매/설치")를 통하여 현실적이고 접근가능한 구체적인 활동 사항들을 프로젝트 수행과 연관하여 기술한다. 또한 열차제어시스템의 안전성 인증 획득을 위한 소프트웨어를 포함한 시스템 보증활동 및 시스템 보증을 위한 조직체계를 확립하고, 요구사항 관리 및 프로젝트 공정에 따른 절차적 시스템 보증 활동과 안전성평가 활동과의 연관관계, 시스템 전반에 걸친 RAMS 및 소프트웨어 품질보증 활동과 안전성 평가를 통한 인증활동에 대한 부분을 상세 제시하고자 한다. 본 활동을 통하여 지금까지 국제규격에 따른 활동기준에 대해서 모호하거나, 명확하게 정의되지 않은 사항들이 체계적으로 정리될 수 있을 것으로 사료되며, 타 사업 및 국내 철도신호시스템 적용을 위한 소프트웨어 품질 및 안전 무결성 수준 확보에 따른 안전성 확보방안의 구체적인 케이스 모델이 될 것으로 기대된다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.41-45
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• 2016

The technology of supplying the electric power by wireless power transfer (WPT) is expected for the next generation power feeding system since it can supply the power to portable devices without any connectors through large air gap. As such a technology based on strongly coupled electromagnetic resonators is possible to deliver the large power and recharge them seamlessly; it has been considered as a noble option to wireless power charging system in the various power applications. Recently, various HTS wires have now been manufactured for demonstrations of transmission cables, motors, MAGLEV, and other electrical power components. However, since the HTS magnets have a lower index n value intrinsically, they are required to be charged from external power system through leads or internal power system. The portable area is limited as well as the cryogen system is bulkier. Thus, we proposed a novel design of wireless power charging system for superconducting HTS magnet (WPC4SM) based on resonance coupling method. As the novel system makes possible a wireless power charging using copper resonance coupled coils, it enables to portable charging conveniently in the superconducting applications. This paper presented the conceptual design and operating characteristics of WPC4SM using different shapes' copper resonance coil. The proposed system consists of four components; RF generator of 370 kHz, copper resonance coupling coils, impedance matching (IM) subsystem and HTS magnet including rectifier system.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.279-284
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• 2014

본 논문에서는 최적화 기법과 퍼지 PID제어기를 이용한 자기부상시스템의 부상제어기를 제안한다. 흡인식 자기부상시스템은 일반적으로 비선형 특성을 포함하는 불안정한 시스템이기 때문에 일반적인 선형 제어기를 적용할 경우 우수한 성능을 얻기에는 어려운 점이 있다. 본 논문에서 제안된 제어기는 고정파라미터를 갖는 퍼지 PID제어기를 이용하였으며, 퍼지 PID 제어기 파라미터들은 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화를 수행하였으며 유전알고리즘의 목적함수로는 일반적으로 사용되는 성능지수 함수를 사용하였다. 제안된 퍼지 PID 제어기를 적용한 자기부상시스템의 성능을 평가하기 위하여 Matlab을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 고전적 PID제어기와 성능을 비교 분석하였다. 제안된 제어기를 적용한 자기부상시스템의 성능이 고전 PID제어기에 비하여 더 우수한 성능을 보임을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.3-5
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• 2001

Racetrack coils are used in many areas of superconductivity applications such as generators, motors, maglev, wiggler magnets and so on. The fabrication and characteristics of race-track type High Tc Superconducting (HTS) magnets were carried out. The Magnet is composed of 3 pancake coils wound by 37-filamental Bi-2223/ Ag-alloy tapes. Quench current ($I_q$) of both whole magnet and 3 pancake coils were measured. At 77K under the self-field, $I_q$ of magnet was 12A, while in the case of middle pancake coil, $I_q$ was 15A. The upper pancake coils of racetrack magnet with iron plates, magnet having optimized current distribution and initial magnet are compared with each other through 3D FEA, manufacturing and testing these magnets. The measured performance of the upper pancake coil #3 with iron plates improved by 50% on the basis of initial pancake coil #3. Quench current ($I_q$) of field winding was 12A. In addition, the fabrication processes and the characteristics of HTS magnet are described.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1228-1230
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• 2005

This paper deals with design of heater trigger switching in a persistent current system(PCS) by finite element method(FEM) analysis of YBCO coated conductor(CC) tape. Most promising superconducting wire is YBCO coated conductor tape in these days for its high n value and critical current independency from external magnetic field. It is expected to be used many superconducting application such as fault current limiter and cable etc. The superconducting magnet which is operated in persistent current mode in SMES, NMR, MRI and MAGLEV has many advantages such as a high uniformity of a magnetic field and reducing a thermal loss. A PCS system consists of magnet power supply (MPS) which energized current to a magnet, heater, a coated conductor tape for switching, and superconducting magnet. In this paper, the characteristic of thermal quench of the YBCO CC tape and BSCCO tape by heater trigger analyzed by FEM. And optimal length of heater is calculated by temperature and time analysis. This heater trigger analysis is expected to be a basic concept of PCS application design.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.37-41
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• 2008

본 연구에서는 초고속 자기부상열차의 개발을 위한 기초연구의 성격을 가지고 있는 고온초전도 자기부상자석의 최적 설계를 수행하였다. 고온초전도 자기부상자석은 임계전류, 발생자장, 지상도체 등을 고려하여야 하는데 3차원 수치해석법을 이용하여 권선의 구조를 설계하였다. 권선의 형태로써 더블팬케이크형 고온초전도 권선을 선택하였으며 일정한 길이의 초전도선으로 최적의 부상조건을 가지는 구조를 도출하였다. 본 연구에서 제시한 조건은 총 800m 고온초전도선을 사용하는 가정 하에 piece length 400m로 내경 100mm인 더블팬케이크형 코일 2개를 제작하여 직렬로 연결한 부상자석이다. 제작한 자석의 인덕턴스는 279.4mH였으며 임계전류는 42A 였다. 인덕턴스, 발생자장 모두 설계 시 제시한 계산 값과 일치하는 결과를 보여주었으므로 본 연구는 성공적으로 수행되었다고 할 수 있으며 본 결과는 향후 초전도 자기부상자석의 설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.139-150
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• 2010

최근 한국에서는 세계적인 녹색기술을 맞아 향후 차세대 교통 시스템으로서 튜브 트레인 시스템의 본격적인 연구가 진행되고 있다. 한국 철도기술연구원(KRRI, Korea Railroad Research Institute)에서 튜브 트레인 시스템의 건설을 위한 목적으로 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 기초연구의 일환으로 축대칭하며 긴 형상의 수송체가 가지는 다양한 튜브(터널) 내부의 압력, 막힘비율, 운행속도를 파라미터로 선정하여 전산해석을 수행하였다. 세부사항으로는 동일 형상의 운송체가 동일 운행속도를 가지고 일반적 압력의 개활지(오픈 시스템, 개활지 운행)를 운행할 때와, 다양한 환경(튜브 내 압력, 막힘비율, 운행속도)의 튜브 내부를 운행할 때에 대하여 튜브 트레인의 공력특성 연구를 수행하였다. 이를 통하여 다양한 운행속도-막힘비율 별로 개활지와 동일 에너지 효율 나오는 튜브 내 압력(P-D 관계)을 계산하였고, 막힘비율 증가에 따른 튜브 내 감압 정도(P-${\beta}$ 관계), 다양한 막힘비율-튜브 내 압력 별로 운행속도에 따른 전체 항력 양상(D-V 관계)을 보여 주었다. 그리고 개활지 운행시와 튜브 내부 운행시의 에너지 효율(주행저항)을 비교하였고, 튜브 내부 운행 시 트레인이 갖는 효율과 관계되는 충격파 발생의 임계속도(critical V-B 관계) 및 한계속도(V-P 관계)를 얻을 수 있었다. 이러한 연구의 결과는 튜브 시스템 설계 및 건설에 꼭 필요한 것이며 가이드라인을 제시했다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.199-204
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• 2013

국가 연구 개발 사업을 통해 수행된 도시형 자기 부상 열차 실용화 사업은 중저속 자기부상열차시스템 개발기술을 확보하고 시범노선 구축 및 시험운행을 통해 상용화를 목적으로 자기부상열차로서 국내에서는 최초의 상용화이며 완전무인운전시스템 구현을 목표하고 있다. 본 연구는 사업에 참여하는 기업, 연구소들의 시스템엔지니어링 활동의 핵심이라고 할 수 있는 도시형자기부상열차 시스템요구사항을 개발하고, 요구사항을 기반으로 도출된 추적성 기법을 제안하였다. 본 논문에서는 사업 전주기에 걸쳐 관리할 수 있는 체계를 정립하고, 카테고라이징 및 DB화를 통하여, 사용자 중심의 엔지니어링 도구를 개발함으로써, 도시형 자기부상열차 시스템의 개발 및 구축을 효과적으로 지원할 수 있도록 하였다.