This paper presents an investigation of the parameter modeling on the basis of Finite Element (FE) analysis in which the variable frequency characteristic in field weakening is considered in Interior Permanent Magnet Synchronous Motors (IPMSM). The parameters of IPMSM have nonlinear characteristics not only in accordance with the load variation but also with the current phase angle of a system fed inverter. From the results of FE analysis, the performances of torque and speed-power are simulated and the validity of the proposed FE analysis is compared with experimental results.
Power grids are large complicated networks in use around. An absolute phase value for a particular unknown-phase line at a local site should be identified for the operation and management of a 3-phase distribution network. The phase shift for a specific point in the line, as compared with a phase reference point at a substation, must be within a range of ${\pm}60^{\circ}$ for correct identification. However, the phase shift at a particular point can fluctuate depending on the line constants, transformer wiring method, line length, and line amperage, etc. Conducted in this study is a theoretical formulation for the determination of phase at a specific point in the line, Simulink modeling, and analysis for a distribution network. In particular, through evaluating the effects of unbalanced current loads, the limitations of the present phase identification methods are described.
본 논문에서는 LCI (Load Commuted Inverter) 시스템의 구동원리와 제어방식에 대해서 서술하였으며, 알고리즘 검증을 위한 모델링을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 진행하였으며, 5kW급 프로토타입을 통해 제어 알고리즘의 성능을 확인하였다. 시스템 속도에 따라 달리하는 구동방식인 강제전류 모드와 자연전류 모드는 동기발전기의 정격속도 10%인 180rpm에서 모드 전환이 이루어지며, 과도상태 및 정격속도까지 안정적인 동작을 확인하였다.
본 논문은 PEVs가 배전계통 모선에 연계되었을 때 PEVs 보급 시나리오별로 PEVs 일간 충전 패턴에 따라 배전계통 모선별 PEVs 충전 일부하곡선을 산정하여 배전계통 모선별 과부하 영향 평가를 하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 첫째 배전계통 모선별 가구 수 산출을 위한 PEVs 대수 산출, 둘째 PEVs 운행 특성을 고려한 PEVs 충전시작시간 확률밀도 함수 산출, 셋째 PEVs 보급시나리오별로 배터리 특성을 반영한 해당 모선별 PEVs 충전 일부하곡선을 산출하였다. 넷째 산출된 해당 모선별 PEVs 충전 일부하곡선과 기존 일부 하곡선을 합산하여 PEVs 보급시나리오별로 해당 모선의 과부하 영향 평가를 시행하였다. 추가로 제안된 알고리즘에 대해 배전계통 모선별 과부하 영향 평가 검증을 위해 한국 동탄 신도시의 배전계통 회선의 해당 모선(아파트, 단독주택 지역)을 대상으로 사례 검토를 실시하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권3호
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pp.253-261
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2014
본 연구에서는 스퍼 유성기어시스템 2단, 헬리컬기어 시스템 1단으로 구성되어 있고, 메인 축과 증속기가 플랜지 결합되어 있는 동력분기식 2.5MW 풍력발전기에 대해 진동해석을 수행하였다. 유성기어시스템, 헬리컬기어시스템, 메인 축 등은 MASTA 상용프로그램으로 모델링하고, 기어박스 케이스, 토크암, 유성캐리어, 플랜지 등은 유한요소법으로 모델링하였으며, 부분구조합성법으로 조합하여 진동해석을 수행하였다. 2.5MW 동력분기식 풍력발전기 기어트레인의 고유진동 특성 해석을 수행하였고, 블레이드 풍하중에 의한 가진, 질량불평형, 축 어긋남 등에 발생하는 가진원에 대해 위험속도 분석을 하였다.
In this paper, a sliding mode and proportional plus integral (SM-PI) control combined with self-sustained phase shift modulation (SSPSM) for LLC resonant converters is presented. The proposed control scheme improves the transient response while preserving good steady-state performance. An averaged large signal model of an LLC converter with the ZVS modulation technique is developed for the SM control design. The sliding surface is obtained based on the input-output linearization concept. A system identification method is adopted to obtain the transform function of the LLC resonant converter, which is used to design the PI control. In order to reduce the inherent chattering problem in the steady state, the combined SM-PI control strategy is derived with fuzzy control, where the SM control is responsive during the transient state while the PI control prevails in the steady state. The combination of SSPSM and the SM-PI control provides ZVS operation, robustness and a fast transient response against step load variations. Simulation and experimental results validate the theoretical analysis and the attractive features of the proposed scheme.
Quality of the power system depends upon the reliability of its components such as transformer, transmission lines, insulators, circuit breakers and isolators. The transient voltage due to internal or external reasons may affect the insulation level of the components. The insulation level of these components must be tested against these conditions. Different studies, testing of different electrical components against high voltage impulses and different industrial applications rely on the international manufactures for pulsed power generation and testing, that is quite expensive and large in size. In this paper a model of impulse voltage generator with capacitive load of pin type insulator is studied by simulation method and by an experimental setup. A ten stage high voltage impulse generator (HVIG) is designed and implemented for different applications. In this proposed model, the cost has been reduced by using small and cheap capacitors as an alternative for large and expensive ones while achieving the same effectiveness. Effect of the distributed capacitance in each stage is analyzed to prove the effectiveness of the model. Different values of front and tail resistances have been used to get IEC standard waveforms. Results reveal the effectiveness at reduced cost of the proposed model.
전력계통에 연계하기 위해서 풍력발전시스템은 계속해서 변하는 풍속에 응동하여 적정한 출력을 계통에 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 연계되는 전력계통에서 허용될 수 있는 수준의 주파수와 전압크기를 갖는 출력을 제공할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 풍력발전의 적절한 출력제어가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 동기발전기가 전압원인버터로 구성된 AC-DC-AC 변환부를 거쳐 계통에 접속되는 계통연계형 풍력발전시스템의 출력제어 전략을 소개하며, 이를 전자기 과도현상 해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 모의하고 해석하였다. 블레이드를 통해 입력되는 풍속에 대하여 최대 에너지를 공급할 수 있도록 전압원인버터의 유효전력 출력제어가 이루어지며, 출력단 전압을 일정하게 유지하기 위한 무효전력 출력제어가 행해진다. 또한 60 Hz의 주파수 출력 및 고조파 저감을 위해 SPWM 스위칭 방식을 채택하였다. 풍속의 변동 및 부하의 변동에 대한 풍력발전시스템의 응동특성 및 출력변화를 모의하고 해석한다.
본 연구에서는 선박 전원용 연료전지 시스템 모델을 개발하여 순수한 산소를 공급하여 진행한 실험 결과의 비교를 통하여 연료전지 시스템 모델을 검증하였다. 검증된 모델을 활용하여 공기 압축기를 사용하여 공기를 공급할 경우에 대하여 산소를 공급한 경우와의 연료전지 출력 특성을 비교 검토하였다. 또한, 연료전지 시스템의 열물성치 변화가 스택의 출력에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 검토하였다. 그 결과 본 연구의 실험 범위에서 캐소드 공급 가스로 순수한 산소를 공급한 경우의 모델링을 통한 계산 결과와 실험 결과는 전 부하 영역에서 거의 동일한 전압 및 출력을 얻을 수 있었다. 560 A의 일정한 부하에서 캐소드 공급용 산소를 대신하여 공기를 공급한 경우 각각의 스택 전압은 약 14 V, 스택 출력은 약 8 kW, 스택 효율은 약 3 % 및 전체 시스템 효율은 8 % 정도 낮아짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 검토한 열물성치 중에서 스택에 대한 냉각수의 열전달 계수가 스택의 출력에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.
본 논문에서는 항공우주연구원에서 주최하는 2012년 인간 동력 항공기 시범 경진대회에 참가하기 위하여 제작한 충남대학교 Light Bros. 팀의 Human Powered Aircraft인 Volante 날개에 대한 설계/제작과정과 프로펠러의 설계/제작과정을 기술하였다. 동력장치는 두 개의 프로펠러로 구성되어 있고 베벨기어와 지상에서 작동하게 만들어졌다. 프로펠러의 상태변화와 시간에 따른 동력변화를 측정하여 가장 효율적인 프로펠러는 찾는 것이다. 복합재의 사용과 글라이더 형태의 큰 Aspect Ratio(AR)을 갖는 날개의 하중 해석 및 구조 해석을 수행하였다. 주익 Spar의 모델링 및 구조 해석을 수행한 후 구조 시험을 통해 변위 및 Strain 비교를 수행하였으며 결과적으로 주익의 성능 및 안전성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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