In renewable energy system such as flywheel energy storage system, wind power and solar power, the motor/generator is the important key for offering the electric energy to the electric loads. For example, the heavy and large flywheel is rotated by electromagnetic torque of pemanent magnet synchronous motor (PMSM) and, in case of a breakdown of electric current, the PMSM used as generator supplies electric energy for the various electric utilities using mechanical rotation energy of the flywheel. Thus, design of a motor/generator should be performed in effort to reduce cogging torque and electromagnetic loss for high efficiency. In our paper, a slotless permanent magnet synchronous motor/generator (SPMSM/G) with output power 15kW at the rotor speed 18000rpm is designed from electromagnetic analysis and dynamic performance analysis. In analytical approach, design parameters such as back electro-motive force (back EMF), inductance and electromagnetic torque are derived from analytical method which is one of the electromagnetic analysis method. And using the design parameters, this paper deal with system design considering the driving characteristics and electric load in required power. Finally, the analytical results are verified by the experiment and finite element method (FEM).
This paper shows the design of the 100 kW IPMSG for small hydraulic power generator. The high-efficient generator, method of the dual layer interior permanent magnet was studied to improve the method of the single layer interior permanent magnet, which is mostly used. Analysis of magnet arrangement and cogging torque was done by FEM. According to structure analysis of dual layer interior permanent magnet, the amount of usage of the permanent magnet was reduced and cogging torque was decreased as well. With these successful results, the high-efficient generator design was accomplished. Based on the results of the structure analysis, the test product was designed and manufactured. And the design values and performance outputs were compared and verified with success. Also, the economic feasibility was conducted based on the electric power generated from the test product installed at the site. By the B/C analysis, in case that only SMP was analyzed, B/C ratio was 1.24 at the discount ratio of 5.5%, which considered to be economically feasible. The study is expected to be used for the application of developing large scale high-efficient interior permanent magnet synchronous generator.
Generally, electrical torque in synchronous generator is balanced with the rotor mechanical torque under steady-state condition. Thus, the synchronous generator rotor rotates at constant speed. However, under fault condition, the electrical torque output is suddenly decreased and the sum of both torques does not remain constant. If the mechanical torque is not decreased at the same time, the generator rotor would accelerate. Therefore, this accelerating generator rotates at different speeds with respect to other generators in the power system. This phenomena is called as Out-of-Step (OOS). In this paper, we presented a certain two-step type quadrilateral OOS relay setting, which is applicable in actual field, and examined the validity of its setting value with OOS simulation conditions due to delayed fault clearing in transmission line. In order to conduct the study of OOS relay characteristics, we checked the impedance locus and generator output characteristics under the various delayed fault clearing conditions. Moreover, we proposed a countermeasure for avoiding the misoperation of OOS relay during the stable swing by modifying the setting values.
This paper presents an effect of cross magnetization to the generator characteristics in synchronous machine infinite bus system. Eigenvalues, synchronous torque and damping torque are investigated as the operating condition of the system is changed variously. The simulation results show that cross magnetization has an important effect to the generator characteristics in steady state stability analysis.
Modeling of engine-generator system and its control responses are investigated using high performance generator controller. The nonlinear engine is modeled using mean torque production model based on experimental engine map. In case of diesel engine. the amount of injected fief is decided by engine controller depending on the APS(Acceleration Position Sensor) value. An electromechanical generator model contains electrical circuits and moment of inertia. The generator controller maximizes the performance of generator using decoupling and linearized current feedback control. The generator control system consists of 3-phase IGBT inverter and controller board based on 32 bit floating point DSP. Field oriented control algorithm with digital current feedback control at 10kHz sampling enabled high performance torque and speed control of induction machine. Not only the steady state but also the transient state responses can be evaluated through a batch test of the engine generator system. Developed engine and generator modeling and control can be utilized in various applications such as Series Hybrid Electric Vehicle(SHEV), engine-generator for emergency, and other hybrid generation systems.
Squirrel cage induction motor is the main driving system of industrial field and familiar with its use in a large variety of applications. The structure and operating characteristics of induction generator is almost identical to induction motor, but the induction generator part is used restrictively from hydropower power and wind power development etc. Recently induction generator is commonly used for micro & small hydro power applications due to its simplicity, reliability, low cost and robustness. Input and output of induction motor has turned against at the induction generator operation. Rotation speed of induction generator is small faster than synchronous speed of induction motor. As output of induction machines increases with the increasement of speed, so loss is same. Actually, generator efficiency is lower than motor at this condition. If induction generator is connected with mechanical load such as increaser, total efficiency is decreased. Consequently the quality in compliance with an induction motor parameter applying like that in the generator is a possibility of having the error of some. In this paper, we analyzed that input, output, torque and efficiency of induction machine is different from each other above and below synchronous speed.
The detail simulation modeling of fully-fed induction generator is investigated through PC based MATLAB/Simulink environment. Generator's stator currents are controlled by indirect vector control method. In this method, generator side converter controls the maximum excitation (air gap flux) by stator d-axis current and controls generator torque by stator q-axis current. Induction generator speed is controlled by tip speed ratio (TSR) upon the wind speed variations in order to generate the maximum output power. The generator torque model is specified as a 3-blade wind turbine with rating, then, the model is simulated under normal operating condition and three different fault conditions. The matlab model designed for fully-fed induction generator based wind farm provides good performance under normal and grid fault conditions. It provides good results for different pwm techniques and fault conditions except the single-phase line to ground fault, which should be verified with real time data from wind farms.
The cogging torque is important to the cut-in wind speed. And, it causes the acoustic noise and the vibration on the machine. This paper presents a 3D FEA(Finite Element Analysis) to evaluate the effect of magnet skew and stator displacement on cogging torque reduction, for double core AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) generator. As a result, the magnet skew and the stator side displacement are proved excellent techniques to reduce the cogging torque.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
/
제25권5호
/
pp.1065-1075
/
2001
It is common knowledge amongst electrical and marine engineers that short-circuit in electrical system may cause large mechanical torque on generator and prime mover However, it is not so widely known that the faulty synchronizing of generators may cause even higher torques than that of short-circuit. In this study, the transient phenomena related to the parallel running of synchronous generators are analyzed and the exact computer simulation method is proposed. In result, maximum transient torque and current take place in case of $120^{\circ}$ voltage angle difference between Master and Slave and that may develop higher torque than the short-circuit according to a condition of synchronizing. When synchronizing in power system using only two generators higher torque and current occur Master, but using multimachine system those occur to Slave. The short-circuit of marine generator does not happen frequently but faulty synchronizing sometimes takes place, therefore, it is necessary for designers to consider these phenomena.
This paper suggests the slot wedge shape for reducing the cogging torque of a gearless type direct-drive permanent magnet synchronous generator with open slot shape. To achieve this, we are designed the appropriate specifications of the permanent magnet synchronous generator by selected the appropriate material of slot wedge and various slot wedge shapes. The PMSG models were analyzed by finite element method. Finally, we have suggested appropriate material of slot wedges and its shape which has benefit to further reducing cogging torque and preventing decreasing of the generating power.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.