• Journal of Power Electronics
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• 제14권5호
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• pp.859-865
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• 2014

This study presents an electromagnetic model for predicting shaft voltages in a 2-pole field-excited synchronous generator. After the first observations on shaft voltages were made more than a century ago, extensive work has been conducted on eliminating, mitigating, and integrating the aforementioned phenomena. Given that emphasis has been placed on modeling shaft- and bearing-induced voltages in AC motors driven by variable frequency drives, similar efforts toward a model that is dedicated to generators are insubstantial. This work endeavors to improve current physical interpretation and prediction methods for shaft-induced voltages in generators through semi-analytical derivation. Aside from the experimental validation of the model, investigations regarding the behavior of shaft voltages under varying machine complexities and operating conditions clarify previous uncertainties regarding these phenomena. The performance of the numerical method is also assessed for application in eccentricity fault diagnosis.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.318-321
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• 2012

본 논문에서는 샤프트 발전기와 디젤 발전기를 같이 사용하는 하이브리드 발전시스템의 구성과 발전기와 전력모선(Bus Bar)의 연결, 발전기 운영방식, 샤프트 발전기와 디젤 발전기의 병렬운전 과정을 통해 샤프트 발전기와 디젤 발전기의 병렬운전 제어 시스템의 설계 시 고려사항을 제시한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권4호
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• pp.1145-1153
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• 2014

It is well known that line switching operations like reclosing are able to cause transient power oscillations which can stress or damage turbine generators. This paper presents a reclosing scheme to reduce the shaft torsional torques of turbine generators by inserting an additional reactor. A novel method to determine optimal reactor capacity to minimize the torsional torque generated in a turbine generator is also proposed. In this paper, the turbine generator shaft is represented by a multi-mass model to measure torsional torques generated in the shaft between the turbine and the generator. Transmission systems based on actual data from Korea are modeled to verify the proposed scheme using ElectroMagnetic Transient Program (EMTP) software. The simulation results clearly show the effectiveness of the proposed scheme and torsional torque can be minimized by applying the proposed scheme.

• Journal of Power Electronics
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• 제10권5호
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• pp.498-504
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• 2010

The output power fluctuations of renewable energy power plants such as wind turbine generators and photovoltaic systems result in frequency deviations and terminal voltage fluctuations. Furthermore, these power fluctuations also affect the turbine shaftings of diesel generators and gas-turbine generators which are the main power generation systems on isolated islands. Therefore, it is important to achieve torsional torque suppression. Since the measurement of torsional torque is technically difficult, and there is an uncertainty in the mechanical constants of the shaft torsional system. This paper presents an estimation system that estimates torsional torque by using a developed $H_{\infty}$ observer. In addition to the above functions, the proposed shaft torque observer incorporates a parameter identification system that aims to improve the estimation accuracy. The simulation results validate the effectiveness of the proposed $H_{\infty}$ observer and the parameter identification.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.914-921
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• 2022

국제해사기구는 친환경규제로 2008년 대비 2050년까지 선박의 이산화탄소 배출량을 70%, 온실가스 배출량을 50% 줄이겠다는 목표를 세웠다. 선주 및 조선소에서는 이를 만족하기 위한 방법으로 LNG추진, 암모니아추진, 전기추진, CO₂포집, 샤프트 제너레이터 등 다양한 연구개발을 추진하고 있다. 이중 샤프트 제너레이터는 개조공사를 통해 기존선에 바로 적용가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 기존선에 샤프트 제너레이터를 적용함으로 얻을 수 있는 총 연료 감소율을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 이를 위해, 중형선의 크기를 정의하고, 조속기, 디젤엔진, 프로펠러, 토크 스위치, 샤프트 제너레이터용 발전기와 추진전동기, 선박모델 등에 대해 모델링하고 시뮬레이션하였다.

• 산업기술연구
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• 제37권1호
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• pp.37-40
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• 2017

This study was carried out to improve the performance of a vertical-axis micro wind turbine. It is unique in that it has two identical generators on both sides of the main shaft. Also it has a C shape frame to fix the generators and the main shaft firmly and to provide a connection to a tower. Performance analysis of the wind turbine rotor was performed using Qblade, which is an analysis program for vertical axis wind turbines and freeware. Based on the analysis results, the blade airfoil, the chord length, and the rotor size were modified to improve the performance of the rotor. The modification was found to increase the performance of the wind turbine and to reach the targeted rated power.

• 전기학회논문지
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• 제63권4호
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• pp.461-468
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• 2014

An efficiency test for generators is generally required in case of construction of a new power plant or replacement of an existing generator. Generally, the efficiency of generator is measured by the input-output ratio under any given condition. Therefore, the best way is to directly measure the value of input and output power of a generator and calculate the efficiency values. However, it is difficult to measure a generator's input values accurately, especially for large systems. So, we are usually measuring the losses of the generator. But for measuring these values, there are several constraints for test such as preparing additional power generator and releasing the protection relay for manual operation of auxiliary equipments. Therefore, this study suggests that a novel generator efficient test method using the shaft-torque method which can be carried out while the generator is normally operating. The reliability of the result value was verified by comparing with the efficiency test results of the conventional retardation method on IEEE Std 115-1995.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.39-44
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• 2019

고온 초전도 (HTS) 발전기는 무게, 크기 및 효율의 장점 때문에 활발히 연구되어왔다. 대규모의 초전도 풍력 발전기는 매우 저속의 고토크 회전 기계이다. 이 기계에서는 높은 전자기력과 토크가 중요한 문제이다. 하나의 축에 직렬로 연결된 2개의 발전기는 고토크의 문제를 극복하기위한 하나의 해결 방안이 될 수 있다. 본 논문에서 저자는 15 MW 급 HTS 발전기를 설계하고 분석했다. 3D 유한 요소법을 사용하여 15 MW HTS 발전기의 자기장 분포 및 토크 성능을 확인하였다. 결과적으로 설계된 발전기는 기존의 발전기보다 적은 토크를 생성한다. 제시된 15 MW 초전도 발전기의 설계방식은 대용량 초전도 풍력 발전기의 제작에 있어 고토크로 인한 문제를 해결하는데 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.221-227
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• 2016

풍력발전기에서 메인 샤프트는 로터허브와 증속기를 연결하는 중요 부품 중 하나이며 주로 자유단조공법을 통하여 제조된다. 하지만 고 MW급 이상의 메인샤프트는 중량을 감소시키기 위하여 중공형 설계가 이루어지며 주조공법을 이용하여 제조되고 있다. 본 연구의 목적은 중공형 메인샤프트를 단조공법을 이용하여 생산할 수 있는 제조공정을 개발하는 것이다. 자유단조 공법의 공정설계 방법에 따라 중실형과 중공형 메인샤프트를 제조하기 위한 단조공정을 각각 설계하였다. 설계된 공정의 성형가능성을 확인하기 위하여 온도, 변형률 속도에 따른 유동응력을 열간압축실험을 통하여 구한 후 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통하여 단조업계에서 통상 행해지는 중실형 단조공법의 온도 및 변형률 등의 관리인자와 제안된 중공형단조공법의 인자를 비교하여 성형가능성을 예측하였다. 시제품 제작을 통하여 중공형 형상을 원소재회수율, 내부품질, 형상 및 치수 등에서 높은 생산성으로 제조가 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.773-774
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• 2006

Nowadays, the global interests are concentrated on the preserving of the clean environment, and the diminishing of the dependence on the fossil energy, and among the possible alternative energies, the wind turbine generating system is considered to be the best suited to produce high efficiency energy, without affecting the natural environment. The permanent magnet generators were been used for the wind power generating, for long time, with continuous efforts to improve the generating efficiency. And the latest trend on it is to develop an AFPM(Axial Flux Permanent Magnet)type, which is composed in the structure of rotor and stator shaped in the disc forms, and the direction of the flux at the air gap runs in parallel to the shaft. This thesis is on the study concerning with the analysis of the characteristics of the 5 kW at 300rpm direct drive AFPM generator which is suitable for the small scale wind turbine generating system. In it, the Electro-magnetically Coreless AFPM was been analyzed, the prototype generators been made, concentrated on interpreting the characteristics of the power output, and verifying it through the theoretical study and practical tests.