• Journal of Magnetics
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• 제16권4호
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• pp.374-378
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• 2011

Axial Field Permanent Magnet (AFPM) generators are widely applied for the small wind turbine because of the higher power density per unit weight than that of the conventional radial field generator. It is caused by the disc shaped rotor and the stator structures. The generally used AFPM generator, AFER-NS generator, is composed of the two side's external rotors and non-slotted stator without stator core. However, the output voltage and the output power are limited by the large reluctance by the long air-gap flux paths. In this paper, the design study of AFIR-S generator having double side's slotted stator core is accomplished to improve the output generation characteristics. The electromagnetic design analysis and the design improvement of the suggested AFIR-S generator are studied. Firstly, the electromagnetic design analysis was done to increase the power density. Secondly, the design optimizations of the rotor pole-arc ratio of permanent magnet are accomplished to increase the output power and to reduce the cogging torque. Finally, the output performances of AFER-NS and AFIR-S generator are compared with each other. For this study, 3D FEA is applied for the design analysis because of three dimensional electromagnetic structures.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권1호
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• pp.41-46
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• 2017

소형 다중로터 드론의 동작 실험을 위하여 개발한 장치를 소개한다. 개발한 장치는, 볼 부슁 메카니즘, 이동형 지지대, 그리고 회전판을 적용하여 6자유도 운동이 가능하다. 병렬 처리가 가능한 FPGA기반의 제어기를 사용하여, 가속도와 자이로 센서로 부터 자세를 측정하고 모터 속도를 제어하였다. 다양한 동작을 수행하면서 실험 장치와 제어기의 동작성을 확인하였다. 결론적으로, 개발한 6자유도 실험 장치는 소형 드론 제어를 위한 제어기의 성능 검증을 위해 적합하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.597-609
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• 2020

동축 로터 시스템은 기존의 헬리콥터뿐만 아니라 드론, PAV, 차세대 고속 회전익기 및 화성탐사용 헬리콥터에 적용되는 등, 활용 분야가 점점 넓어지고 있다. 로터 시스템의 성능 연구는 기존 연구에서 동축 로터를 대상으로도 여러 차례 수행되었으나, 로터 블레이드의 변형에 대한 연구는 주로 단일 로터 시스템만을 대상으로 진행되었다. 하지만 동축 로터 시스템에서는 주변에서 발생하는 유동이 복잡하며, 두 로터의 간격이 로터 시스템 전체의 성능에 주요한 영향을 주므로 블레이드의 변형 연구가 더욱 중요하다. 이에 본 연구에서는 최신식 고속 영상촬영 기법 중 하나인 SPR(Stereo Pattern Recognition) 기법을 사용해 동축 로터 블레이드의 변형 측정에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구에는 한국항공우주연구원에서 개발한 축소 동축 로터 시험장치가 사용되었으며, 로터 블레이드의 변형과 성능의 연관성을 고찰하기 위해 동축 로터 시스템의 성능시험이 선행되었다. 해당 시스템의 로터 블레이드 변형을 SPR 기법으로 측정한 결과는 사전에 진행된 성능시험 결과와 함께 본 논문에 제시되었다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제24권5호
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• pp.125-131
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• 2015

We investigated the thermal characteristics of rotating anode X-ray tube to develop it for digital radiography by using computer simulation. The target which is the area of the anode struck by electrons is the most important component to get a long life of X-ray tube. So we analyze the thermal characteristics of the target and rotor assembly according to their emissivity by using ANSYS transient thermal simulation and then compare with the measured data of the target temperature operating in aging process of X-ray tube. Especially, keeping the lead coated layer as the role of metal lubricant on ball bearing enables to prevent the noise in rotating anode. The simulation result showed that its temperature was under the melting point of the lead in X-ray tube for digital radiography with 1.2 mm large focal spot 0.6 mm small focal spot and 150 kV tube voltage. We also investigated the relationship between the diameter of the anode shaft and the temperature of the anode and rotor assembly. It has been confirmed that the smaller anode shaft could be good for the rotor thermal characteristics.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권1호
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• pp.31-36
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• 2010

A small unmanned helicopter was suggested to replace the conventional spray system. Aerial application using an agricultural helicopter helps precise and timely spraying, and reduces labor intensity and environmental pollution. In this research, a rotor system (SW05) was developed and its lift capability was evaluated. Lift force for the dead weight of the helicopter was obtained at the grip pitch angle of $12^{\circ}$. As the pitch angle increased to $14^{\circ}$ and $16^{\circ}$, the payload increased to 176 N and 216 N, respectively. Compared with SW04 airfoil performance in the total lift, the SW05 airfoil showed nearly the same capacity, but the payload of the SW05 was reduced because of the increased dead weight. A rated flight condition was defined as lifting mean payload of 294 N with the grip pitch angles of $16{\sim}17^{\circ}$ at the rotor rotating speed of 850~950 rpm for the adjusted engine power. The fuel consumption would be 4.8~6.0 L/hr, and the air temperature of cooling fan should be kept below $160^{\circ}C$.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제10권2호
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• pp.106-116
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• 2009

In order to investigate change of vortex structures and its evolving proceses, two dimensional LDV system was used for measurement of velocity vectors of tip vortex, and PIV system was also used for visualizations of tip vortex array for two bladed rotor, respectively. Experiments provided vortex locations, tangential and axial velocity components of tip vortex at six wake ages of 9.5, 10.5, 60.5, 99.5, 129.5, 169.5 and corresponded six wake ages shifted with 180 degrees per each. It was resulted that tip vortices generated by the first blade satisfy Landgrebe's model for their vortex locations even after they were accelerated by the second blade in downstream. Tangential velocity components of tip vortices follow Vatistas' n=2 model on both inside and outside regions of rotor slipstream without loss of vortex circulation. Axial velocity profiles revealed that there were small but significant perturbations just outside the primary vortex core which implies the second blade affects the wake substantially. It was also found that tip paths of each blade were not willing to be coincided intrinsically.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권3호
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• pp.371-378
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• 2010

Most modern wind turbines employ a doubly-fed induction generator (DFIG) system due to its many advantages, such as variable speed operation, relatively high efficiency, and small converter size. The DFIG system uses a wound rotor induction machine so that the magnetizing current of the generator can be fed from both the stator and the rotor. We propose a protection algorithm for a DFIG based on a d-q equivalent circuit in the time domain. In the DFIG, the voltages and currents of the rotor side and the stator side are available. The proposed algorithm estimates the instantaneous induced voltages of magnetizing inductance using those voltages and currents from both the stator and the rotor sides. If the difference between the two estimated induced voltages exceeds the threshold, the proposed algorithm detects an internal fault. The performance of the proposed algorithm is verified under various operating and fault conditions using a PSCAD/EMTDC simulator.

• 전기학회논문지
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• 제57권12호
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• pp.2173-2178
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• 2008

A doubly-fed induction generator(DFIG) system has been widely used in the modem wind turbines due to variable-speed operation, high efficiency and small converter size. It is well known that an inter-turn fault of a generator is very difficult to be detected. The DFIG system uses a wound rotor induction machine so that the magnetizing current of the generator can be fed from both the stator and the rotor. This paper proposes a protection algorithm for a DFIG using the d-q equivalent circuit in the time domain. In the case of a DFIG, the voltages and currents of the rotor side as well as the voltages and currents of the stator are available. The proposed algorithm estimates the instantaneous(i.e., converted into the stationary frame) induced voltages from the rotor and the stator sides. If the difference between the two estimated induced voltages exceeds the threshold, the proposed algorithm detects the inter-turn fault. The algorithm can detect a inter-turn fault of a winding. The performance of the proposed algorithm is validated using a PSCAD/EMTDC simulator under inter-turn fault conditions and normal operating conditions such as an external fault and the change of the wind speed.

• 한국자기학회지
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• 제27권2호
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• pp.70-75
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• 2017

단상 SRM은 자기동이 어려운 관계로 다양한 방법으로 자기동을 실현시키려는 연구가 진행되고 있다. 보조자석을 사용하거나 보조극 등을 만들어 자기동을 실현시키는 방법들이 연구되고 있다. 최근에 회전자 형상에 변화를 주어 기동할 수 있는 방법이 제시되었다. 이는 회전자 형상에 변화를 주어 부분적으로 자기포화 정도를 다르게 하여 자기동을 실현하는 방식이다. 본 논문에서는 자기 포화 영역을 갖는 단상 6/6 SRM의 자기구조를 해석하고 기존의 자기구조를 개선하는 것을 목적으로 한다. 이 자기 해석을 위해 유한요소법 해석 프로그램인 FLUX2D를 사용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.115-120
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• 2018

본 연구에서는 산업현장에서 널리 사용되고 있는 소형 유도전동기의 회전자를 생산공장에서 금형주조(die casting)로 제작 시 rotor core cast의 품질을 평가하기 위하여 주조해석 전용 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과를 실험결과와 비교하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 유도전동기 회전자의 고압 금형주조 시 고속으로 사출된 알루미늄 용탕의 충진 양상을 시간 경과에 따라 평가한 결과, 용탕은 하부 end ring 부를 먼저 충진하고 수평으로 이동하여 상부 end ring, core slot 부분을 충진하여 최종적으로 core slot 부분에서 충진이 완료된다. 둘째, mould 내부에서의 용탕의 충진 양상을 보면 상부 end ring, core slot 부분보다 하부 end ring 부분에서 용탕의 유동에 의한 와류가 발생하여 결함 발생이 예측되었으며, 현장 실험결과 하부 end ring 부 단면에서 작고 큰 다수의 결함이 발견되었다. 셋째, 금형주조 작업으로 양호한 품질의 회전자를 제작하기 위해서는 cast 형상 변경이나 작업조건 등 추가적인 연구가 필요하며 이에 대해서는 추후에 보고할 예정이다.