• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.27-34
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• 2023

본 논문은 마그네틱 기어를 적용한 항공기용 전기추진시스템에 관하여 기술한다. 항공기 추진모터는 높은 토크가 요구되기 때문에 감속기를 결합하여 토크를 증대시킬 수 있다. 하지만 기계식 기어는 마찰에 의한 손실과 열 및 진동 등으로 인해 잦은 유지 보수가 필요하다. 기계식 기어를 사용하지 않는 직접구동형 전동기의 경우 고 토크를 달성하기 위한 설계 시 전동기의 크기와 중량이 증가하게 된다. 본 논문은 항공기의 전기추진 시스템에서 기계식 기어의 유지보수와 직접구동형 전동기의 중량 증가 문제를 해결하기 위해 마그네틱 기어 적용 방안을 제안한다. 항공기용 전기추진 시스템에 적합한 마그네틱 기어를 설계하고 직접구동형 전동기와 성능을 비교함으로 마그네틱 기어의 적용 가능성을 확인한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.414-419
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• 2015

Recently, commercial ships and other specialized vessels with electric propulsion system employ variable speed induction motor as its prime mover. The wide application of electrical motors also includes being the main drive system in most industrial machineries. However, during its start-up, shutdown, and brake switch operation, excessive torque variation are generated. As such, flexible coupling are installed in order to reduce the transmitted torque fluctuation to the driven side. In this paper, the pulse torque generated by an variable speed induction motor was analyzed theoretically and through measurement of torsional vibration. Induction motor with inverter on marine propulsion system and industrial compressor were used as experimental subjects. The study confirmed that pulse torque are generated regardless of motor speed and interpreted as a vibration source of the whole system. Results presented herein can be adopted as the basis in future amendment of inspection classifying body regulations.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.35-41
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• 2013

75톤 추력급 터보펌프 터빈의 토크 특성을 성능시험 데이터를 바탕으로 분석하였다. 터빈의 토크는 해석적으로 고정된 압력비에서 보정 선속도의 일차함수로 표현되며 이를 시험적으로 확인하였다. 일정 압력비 이상의 영역에서는 보정선속도-무차원 토크 변화가 일정하게 나타나는 현상도 아울러 발견하였다. 분석된 토크 특성과 파이로 시동기의 시험 측정 데이터를 이용하여 터보펌프의 시동특성을 예측한 결과 터보펌프 설계회전수의 약 50%의 수준에 이르는 시간은 0.7초 이내인 것으로 나타났다. 파이로 시동기에서 터빈입구까지의 열손실은 최대회전수를 90 rpm 정도 줄어들게 하는 것으로 예측되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.4-10
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• 2012

75톤 추력급 터보펌프 터빈의 토크 특성을 성능시험 데이터를 바탕으로 분석하였다. 터빈의 비토크는 해석적으로 고정된 압력비에서 보정 선속도의 일차함수로 표현되며 이를 시험적으로 확인하였다. 일정 압력비 이상의 영역에서는 보정선속도-비토크 변화가 일정하게 나타나는 현상도 아울러 발견하였다. 분석된 토크 특성과 파이로 시동기의 시험 측정 데이터를 이용하여 터보펌프의 시동특성을 예측한 결과 터보펌프 설계회전수의 약 50%의 수준에 이르는 시간은 0.7초 이내인 것으로 나타났다. 파이로 시동기에서 터빈입구까지의 열손실은 최대회전수를 약 90 rpm 줄어들게 하는 것으로 예측되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.802-808
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• 2019

직류전동기는 속도제어가 간단하고, 출력 토크특성이 우수한 장점으로 윈치나 카고 펌프 모터 등으로 선박에서 많이 사용되었으며, 전기추진선박이 도입된 초기에는 선박용 추진전동기로도 적용되었다. 하지만 브러시와 정류기와 같은 기계적 정류장치의 단점으로 인해 최근에는 직류전동기와 전기적인 특성은 매우 유사하지만 기계적인 정류장치를 설치하지 않고 반도체 소자를 이용한 전자적인 정류장치를 사용하는 브러시리스 직류전동기의 사용이 증가하고 있다. 기존의 브러시리스 직류전동기를 구동하기 위한 인버터 시스템은 2상여자방식을 사용하므로 역기전력파형이 사다리꼴모양으로 되며, 이로인해 전류가 흐르는 권선이 바뀌는 상전류 전환 구간에서 고조파와 토크리플이 발생하게 된다. 이러한 고조파와 토크리플을 저감하기 위한 다양한 방안이 연구되어 발표되었으며, 본 연구에서는 전력분석프로그램을 이용하여 브러시리스 직류전동기의 구동회로에 비례적분 속도전류제어기 알고리즘을 구현한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터를 적용하였다. 모델링한 브러시리스 직류전동기의 시뮬레이션을 통해 제안하는 전동기의 구동방식을 적용하는 경우에 기존의 구동방식에 비해 전동기 입력측 전압파형 개선과 고조파 및 토크리플이 현저히 저감되는 결과를 확인할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제60권1호
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• pp.71-79
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• 2024

In compliance with environmental regulations at sea and the introduction of unmanned autonomous ships, electric propulsion ships are garnering significant attention. Induction machines used as propulsion electric motor (PEM) have maintenance advantages, but speed control is very complicated and difficult. One of the most commonly used techniques for speed control is DTC (direct torque control). DTC is simple in the reference frame transformation and the stator flux calculation. Meanwhile, two-level and three-level voltage source inverters (VSI) are predominantly used. The three-level VSI has more flexibility in voltage space vector selection compared to the two-level VSI. In this paper, speed is controlled using the DTC method based on the specifications of the PEM. The speed controller employs a PI controller with anti-windup functionality. In addition, the characteristics of the two-level VSI and three-level VSI are compared under identical conditions. It was confirmed through simulation that proper control of speed and torque has been achieved. In particular, the torque ripple was small and control was possible with a low DC voltage at low speed in the three-level VSI. The study confirmed that the application of DTC, using a three-level VSI, contributes to enhancing the system's response performance.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.34-38
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• 2016

최근 추진 전동기가 장착된 전기추진 시스템의 대형 크루즈 선박 및 상선이 점차 증가하는 추세이다. 이러한 전기추진 선박에서 추진 전동기에 이상상태가 발생하면 전동기 자체 및 프로펠러축에 심각한 손상이 발생할 수 있다. 하지만 전기추진 선박에 사용되는 추진 전동기의 정상상태 운전 및 이상상태 시의 분석에 관한 연구는 찾아보기 힘들고 관련 정보도 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 전기추진 선박용 추진 시스템의 수학적 모델을 제시하고 이를 바탕으로 전기적인 이상상태 발생 시에 추진 전동기 및 프로펠러축에 발생하는 과도현상을 해석하고자 한다. 본 연구에 사용된 전기추진 선박용 전동기는 동기전동기이며 소프트웨어인 Matlab을 사용하여 모의실험을 수행하였으며, 정격으로 운전 중인 추진 전동기에 이상상태가 발생하였을 경우 과도전류는 1상 접지 상태에서 가장 크게 발생하며 추진축에 발생하는 과도토크는 3상 접지 및 2상 접지 상태에서 상대적으로 크게 발생하였고, 정격으로 운전 중 추진 전동기의 여자전력이 차단될 경우에도 과도전류와 과도토크가 비교적 크게 발생함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.96-103
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• 2011

본 논문에서는 발전기, 스위치보드, VFD, 추진전동기 등으로 구성된 전기추전선박의 전력 네트워크를 모델링하고, 전력조류해석과 단락전류해석을 통하여 계절별 선박 운용에 따른 전력시스템 특성 해석 및 단락사고 발생 시차단기의 용량을 선정한다. 이와 더불어 3.7MW급 유도전동기 및 영구자석형 동기전동기의 정성적, 정량적 비교 해석을 통해 전기선박 추진전동기로 적합성에 대해 추가 고찰한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.153-156
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• 2009

KSLV-I 2단에 적용된 킥모터는 피치, 요축 자세제어를 위해 고무와 보강제가 번갈아가며 적층된 플렉시블 씰을 사용하였다. 제작된 플렉시블 씰은 노즐에 조립되기 전에 플렉시블 씰의 성능을 확인하기 수압 구동 시험을 수행 하였다. 수압 시험을 통해 플렉시블 씰의 제작 상태를 확인하였으며, 압력 변화에 따른 피치, 요축의 구동 토크 및 축 방향 밀림량을 확인하였다. 수압 시험결과 제작된 플렉시블 씰의 구동 토크는 60kgf-m/deg이하이며, 축 방향 밀림량은 최대 6mm이하를 보이고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.53-60
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• 2003

한국항공우주연구원에서 개발 중인 소형항공기와 관련하여 지상에서 왕복엔진의 정적 성능을 측정하기 위한 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 Pusher형 추진시스템을 장착하고 구동하는 장치와 엔진의 기본적인 작동 감시 및 엔진 토크와 프로펠러 추력을 비롯한 여러 성능 변수들을 측정하고 처리하는 데이터 획득 장치로 구성되었다 먼저 기본 작동시험에서 도출된 성능데이터를 원래 엔진데이터와 비교 분석하여 시험장치의 기능을 검증하였다. 성능시험은 3단계에 걸쳐 다양한 시험조건에서 수행되었으며, 엔진의 흡기압력과 토크, 배압, 연료유량, 그리고 프로펠러의 정지추력을 측정하고 분석하였다.