• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.694-699
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• 2012

본 논문은 수식모델과 히스테리시스 제어기를 사용하여 엔코더, 속도추정기 및 PI 제어기가 필요 없는 새로운 영구자석 직류전동기 센서리스 속도제어 방법을 제안한다. 본 논문의 제어는 영구자석 직류전동기와 수식모델의 토크 차이를 억제하도록 전압을 인가함으로써 전동기의 속도를 설정치인 수식모델의 속도에 추종시키는 방법이며, 순시 토크 제어에 히스테리시스 제어기를 사용하였다. 히스테리시스 제어기는 수식모델 토크 지령치와 전기자전압 및 전류 정보를 이용하여 추정한 전동기 토크를 비교하여 오차를 계산한 후, 히스테리시스 밴드를 거쳐 그 오차를 최소화하는 전압을 선정하여 전동기에 출력하는 방법이다. 본 논문은 제안한 방식의 이론적인 배경 및 타당성에 대해 기술하였으며 실험을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1030-1035
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• 2012

본 연구에서는 OTEC에 적용가능한 구심터빈을 대상으로 암모니아를 적용하여 8kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석을 수행하였다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성된다. 질량유량과 입구온도는 0.5kg/s와 $25^{\circ}C$이며, 가변회전수 12,000~36,000 rpm 범위내에서 9가지 조건에 대해 해석을 수행하였다. 회전수 변화에 따른 해석결과, 설계회전수 24,000 rpm에서 최대효율점을 보였으며, 이때 최고효율은 88.66 %, 출력은 8.52kW이다. 향후, 팽창비가 1.4~1.5 정도의 범위를 갖도록 최적설계 과정을 통한 연구가 필요하다. 본 연구를 통해 분석된 해석결과는 다양한 작동유체 조건에서 목표출력에 해당하는 구심터빈의 최적 설계파라미터 구성을 위한 설계자료로 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권2호
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• pp.113-124
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• 2014

항공기를 개발하는데 있어 형상 결정과 요구도 입증은 주로 비행시험 결과에 의존한다. 비행시험은 많은 시간과 비용을 요구하므로 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석함으로써 비용절감과 일정단축에 기여할 수 있다. 본 논문에서는 한국형 기동헬기에 적용된 진동 비행시험 사례를 적용하여 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석할 수 있는 방안을 제시하였다. 본 논문에서는 주요 부위에서 측정한 진동수준 값을 가지고 종합적인 진동수준 만족도를 하나의 수치로 나타내기 위하여 호감도 함수를 채택하고 진동수준의 측정을 위한 비행시험을 체계적으로 수행하기 위하여 실험계획법의 하나인 부분요인배치법을 사용하였다. 또한 비행시험을 단계적으로 수행하여 비행시험 횟수를 더욱 줄일 수 있는 방법을 제시하였다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.120-132
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• 1993

본 연구의 목적은 터어빈 회전차를 모델로한 복합회전형 히이트파이프의 전열특성을 실험과 유한요소의 해석법에 의하여 연구한 것이다. 입열량과 회전수에 따른 Nu, Re, Pr 그리고 무차원 응축액막두께가 변수로 사용되었다. 해석과 실험치는 거의 유사한 경향으로 일치하였으며, 연구결과는 복합히이트파이프 성능예측을 하는데 도움을 주었다. 복합회전형 히이트파이프에서의 열저항은 응축액막두께가 감소함에 따라 응축부의 열전달은 급격히 증가하였고, 응축액막두께는 복합회전형 히이트파이프의 전열 특성에 가장 큰 영향을 주었다. 주어진 Pr에서 Re가 변화함에 따라 무차원 응축액막두께가 일정한값으로 나타났고,무차원 응축액막두께는 회전수의 역수의 제곱근에 비례하였다. 본 연구의 해석적 방법에 의해서 Nu=A$({\delta}({\omega}/v)^{-1/2}Re^B)$라는 식을 구했고, 이때 A=0.963, B=0.5025의 값을 얻었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권2호
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• pp.91-98
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• 2017

Recently, composite materials have been mainly used in the main wings, ailerons, and fuselages of aircraft and rotor blades of helicopters. Composite materials used in rapid moving structures are subject to impact by hail, lightning, and bird strike. Such an impact can destroy fiber tissues in the composite materials as well as deform the composite materials, resulting in various problems such as weakened rigidity of the composite structure and penetration of water into tiny cracks. In this study, experiments were conducted using a 2 kW halogen lamp which is most frequently used as a light source, a 2 kW near-infrared lamp, which is used for heating to a high temperature, and a 6 kW xenon flash lamp which emits a large amount of energy for a moment. CFRP composite sandwich panels using Nomex honeycomb core were used as the specimens. Experiments were carried out under impact damages of 1, 4 and 8 J. It was found that the detection of defects was fast when the xenon flash lamp was used. The detection of damaged regions was excellent when the halogen lamp was used. Furthermore, the near-infrared lamp is an effective technology for showing the surface of a test object.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권5호
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• pp.183-190
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• 2018

Tilting pad journal bearing is widely used for steam turbines because of its excellent dynamic stability. As the turbine capacity increases, power loss in the bearings becomes a matter of concern. Power loss in tilting pad journal bearings can be reduced by increasing the bearing clearance and reducing the pad arc length. In this study, the tilting pad journal bearing is tested by changing the seal tooth clearance to verify the static characteristics of the bearing. Bearing power loss and bearing metal temperature are evaluated to compare the bearing's performance and reliability for several test cases. The test bearing is a tilting pad journal bearing with 300.62mm inner diameter and 120.00mm active length. The bearing power loss, its metal temperature, and oil film thickness are measured and evaluated based on the rotor's rotational speed, oil flow rate, and bearing load. Test results show that a tilting pad journal bearing with large seal tooth clearance has 40% lower power loss compared with a bearing with a small seal tooth clearance. As the seal tooth clearance is increased, the power loss of the tilting pad journal bearing decreases. However, with respect to the bearing metal temperatures, a detuning point is observed that makes the minimum bearing metal temperature. Moreover, as the seal tooth clearance is increased, the oil film thickness increases due to high viscosity.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권2호
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• pp.11-16
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• 2007

This paper describes the cycloidal wind turbine, which is a straight blade vertical axis wind turbine using the cycloidal blade system. Cycloidal blade system consists of several blades rotating about an axis in parallel direction. Each blade changes its pitch angle periodically. Cycloidal wind turbine is different from the previous turbines. The wind turbine operates with optimum rotating forces through active control of the blade to change pitch angle and phase angle according to the changes of wind direction and wind speed. Various numerical experiments were conducted to develop a small vertical axis wind turbine of 1 kW class. For this numerical analysis, the rotor system equips four blades consisting of a symmetric airfoil NACA0018 of 1.0m in span, 0.22m in chord and 1.0m in radius. A general purpose commercial CFD program, STAR-CD, was used for numerical analysis. PCL of MSC/PATRAN was used for efficient parametric auto mesh generation. Variables of wind speed, pitch angle, phase angle and rotating speed were set in the numerical experiments. The generated power was obtained according to the various combinations of these variables. Optimal pitch angle and phase angle of cycloidal blade system were obtained according to the change of the wind direction and the wind speed. Based on data obtained from the above analysis, control device was designed. The wind direction and the wind speed were sensed by a wind indicator and an anemometer. Each blades were actuated to optimal performance values by servo motors.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1442-1448
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• 2017

Recently, electric power systems have been operating with tight margins and have reached their operational limits. Many researchers consider a microgrid as one of the best solutions to relieve that problem. The microgrid is generally powered by renewable energies that are connected through power converters. In contrast to the rotational machines in the conventional power plants, the converters do not have physical rotors, and therefore they do not have rotational inertia. Consequently, a stand-alone microgrid has no inertia when it is powered by the only converter-based-generators (CBGs). As a result, the relationship between power and frequency is not valid, and the grid frequency cannot represent the power balance between the generator and load. In this paper, a superconducting flywheel energy storage system (SFESS) is applied to an inertia-free stand-alone (IFSA) microgrid. The SFESS accelerates or decelerates its rotational speed by storing or releasing power, respectively, based on its rotational inertia. Then, power in the IFSA microgrid can be balanced by measuring the rotor speed in the SFESS. This method does not have an error accumulation problem, which must be considered for the state of charge (SOC) estimation in the battery energy storage system (BESS). The performance of the proposed method is verified by an electromagnetic transient (EMT) simulation.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.125-131
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• 2007

가전분야에서의 전동기 효율향상을 통한 에너지 소비절감 효과는 상당히 크지만 이를 위한 전동기의 설계/해석 기술 확보가 아직은 미흡한 상태이다. 이에 따라 유도형 동기전동기가 제안되었지만, 유도형 동기 전동기는 유도전동기와 통기전동기의 특성을 동시에 가지고 있어, 해석 및 설계가 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 기존의 냉장고 압축기용 전동기인 단상유도전동기를 대처할 수 있는 단상 유도형 동기전동기를 이용해 파라미터에 따라 특성이 어떻게 바뀌는가에 대해 서술하였다. 그에 따라 단상유도전동기의 정상상태 특성을 해석하고 제안모델의 성능을 기존모델과 비교하고 실험하여 해석결과의 신뢰성을 검증한다. 또한 본 논문에서는 제안모델의 기존 고정자 형상이나 권선 스팩을 유지하고 회전자의 형상이나 구조만을 변경시켜 성능향상을 도모하였다. 해석방법으로는 전자장 수치 해석적인 방법으로 널리 이용되고 있는 유한요소법(Finite Element Method : FEM)을 이용하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.57-66
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• 2009

종래의 고정된 이득을 가진 PI 제어기는 지령속도, 부하변화 등과 같은 파라미터 변동에 대해서 매우 민감하다. IPMSM 드라이브의 정확한 속도제어는 비선형적인 전자기적 발생저항뿐만 아니라 회전자 속도와 권선저항사이의 비선형적 관계 때문에 복잡한 문제점이 있다. 따라서 광범위한 동작상태에서 최적 제어를 위해 PI 제어기의 이득값을 실시간으로 조절해야한다. 본 논문은 FNN과 ALM을 이용하여 IPMSM 드라이브의 HIPI 제어기를 제시한다. 제시된 제어기는 ANN을 이용하여 속도를 추정하고, 시스템 외란에 대해서 IPMSM 드라이브의 고성능 속도제어를 제시한다. PI 제어기의 이득값은 모든 동작상태에서 ALM-FNN에 의해 최적화 되어진다. 제시된 제어기는 다양한 동작상태에 대한 분석을 통해 타당성을 입증한다.