• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권4호
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• pp.614-622
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• 2010

This paper presents a control method, which reduces the pulsating torque and DC voltage problems of a doubly fed induction generator (DFIG)-based wind turbine system. To reduce the torque and power ripple, a current control scheme consisting of a proportional integral (PI) controller is presented in a positive synchronously rotating reference frame, which is capable of providing precise current control for a rotor-side converter with separated positive and negative components. The power theory can reduce the oscillation of the DC-link voltage in the grid-side converter. In this paper, the generator model is examined, and simulation results are obtained with a 3 kW DFIG-based wind turbine system to verify the proposed control strategy.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.42-48
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• 2011

Generally, the structure without the stator core Axial Field Permanent Magnet (AFPM) generator was simple and there was nearly no cogging toque. And because it had the wide driving rate area, it had been being mainly used in the small wind power generation system. However, AFPM generator with non-slotted stator can't generate high voltage at low wind speed due to long air-gap. It is the reason of output efficiency drop. Therefore, in this paper, the AFPM synchronous generator with internal rotor and dual slotted stators for the small wind turbine is studied, and deal with a cogging torque minimization through the determination of optimum pole-arc ratio.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.755-760
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• 2016

근래에는 신재생에너지를 이용한 독립적인 발전기의 수요가 증가하고 있는 추세이며 그 중에서 소형 풍력발전기의 개발 또한 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 소형 풍력발전기는 목적에 따라 단순화 및 소형화가 가능하도록 영구자석이 주로 쓰인다. 하지만 영구자석 동기기는 구조적인 원인으로 인하여 코깅토크를 수반하고 이는 소음과 진동의 원인이 된다. 코깅토크는 영구자석이나 코어의 형상에 의해 변하며 적절한 설계기법으로 코깅토크를 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 영구자석의 형상변화를 통해 소형 풍력발전기에 많이 사용되는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 코깅토크를 저감시키는 설계기법을 제시하였다. 코깅토크를 줄일 수 있는 영구자석의 형상을 구하는 데에는 확률론적 최적화기법의 일종인 진화론적 최적화기법을 사용했다. 최적화 기법을 적용할 때에 설계변수로는 영구자석의 폭을 조절하는 각도와, 영구자석의 외경을 조절하는 반지름을 설정하였다. 제시된 설계기법을 사용해서 극/슬롯의 조합이 8극/18슬롯이고 출력이 300W급인 풍력발전기를 설계하고 코깅토크와 출력전압 등의 특성을 계산했다. 계산결과에 의하면 초기모델에 비해 최적화모델에서 코깅토크와 토크리플 모두가 감소해서, 본 연구에서 제시한 설계기법이 코깅토크를 줄이는 데에 효과가 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1147-1154
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• 2012

본 논문에서는 풍력발전기의 회전속도와 출력을 제어하기 위한 블레이드 피치 제어기 및 발전기 토크 제어 기법을 제시하고 비선형 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다. 회전속도 오차 및 출력오차를 이용한 양한정 함수를 정의하고 리아프노프 안정성 이론을 적용하여 정적 피치 제어기와 동적 토크 제어기를 설계하고, 제어기 설계 모델과 실제 적용 모델간의 차이를 보상할 수 있도록 시뮬레이션 기반 최적화를 이용하여 설계 인자 값을 결정하였다. 풍력발전기 제어기 설계에 가장 많이 사용되는 동력 전달계 모델을 기반으로 제어기 설계 절차를 예시하였고, 대표적으로 사용되는 비례-적분-미분 제어 및 최대 출력점 추종 토크 제어기와 성능 비교를 통하여 제안된 제어 설계 기법의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제22권2호
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• pp.257-265
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• 2017

This paper presents a 2-D analytical method to calculate the back EMF of the axial flux permanent magnet synchronous generator (AFPMSG) with coreless stator and dual rotor having magnets mounted on both sides of rotor yoke. Furthermore, in order to reduce the no load voltage total harmonics distortion (VTHD), the initial model of the coreless AFPMSG is optimized by using a developed analytical method. Optimization using the 2-D analytical method reduces the optimization time to less than a minute. The back EMF obtained by using the 2-D analytical method is verified by a time stepped 3-D finite element analysis (FEA) for both the initial and optimized model. Finally, the VTHD, output torque and torque ripples of both the initial and optimized models are compared with 3D-FEA. The result shows that the optimized model reduces the VTHD and torque ripples as compared to the initial model. Furthermore, the result also shows that output torque increases as the result of the optimization.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.503-510
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• 2011

본 논문에서는 기설계된 풍력발전제어시스템의 최적화에 관한 연구로서, 특히 블레이드 피치제어기 및 발전기 토크 제어기의 제어 변수 튜닝 (Tuning) 기법을 제안하고자 한다. 일반적으로 제어기 설계는 간략화된 수학적 모델을 기반으로 이루어지고 실제 적용시 설계단계에서 고려하지 않았거나 수학적 표현이 불가능한 불확실성을 제어 시스템에 반영하기 위하여 반복적인 시험 단계가 필요하다. 본 논문에서는 풍력발전시스템 비선형 시뮬레이션 소프트웨어와 최적화 기법을 이용하여, 풍력발전기의 로터 회전 속도 변화, 발전기 출력 변동, 동력 전달축 비틀림 진동을 최소화하기 위한 제어기 튜닝 절차 및 결과를 제시하고자 한다. 제어기 기본 설계안과 최적화된 최종 설계안의 비교를 통하여 방법의 타당성을 예시하였다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제51권8호
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• pp.467-474
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• 2002

In this paper, a wind power simulator is designed and implemented. To realize the torque of wind blade, a DC motor is used as a variable torque input device. An induction machine is used as a generator of which speed is controlled to maintain the optimal tip speed ratio during wind speed change. Input torque of system is controlled by armature current of DC motor and speed is controlled by generator control unit using field oriented control algorithm. Various control algorithms such as MPPT, soft start up, the simulator reactive power control, can be developed and tested using the simulator.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권4호
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• pp.930-937
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• 2013

In this paper, a motor control algorithm for performing a mode change without an integrated starter generator (ISG) is suggested for the automatic transmission-based hybrid electric vehicle (HEV). Dynamic models of the HEV powertrains such as engine, motor, and mode clutch are derived for the transient state during the mode change, and the HEV performance simulator is developed. Using the HEV performance bench tester, the characteristics of the mode clutch torque are measured and the motor torque required for the mode clutch synchronization is determined. Based on the dynamic models and the mode clutch torque, a motor torque control algorithm is presented for mode changes, and motor control without the ISG is investigated and compared with the existing ISG control.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.1298-1303
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• 2015

Diesel engine generators are widely used in the world, especially in remote site power systems as distributed generators. A weak distribution feeder with a small diesel engine may suffer from voltage and power fluctuations due to misfiring of the engine cylinder. In this study, new generator model with example engine torque was developed for the electromagnetic transient analysis program for power systems named XTAP. The configuration and verification results of the developed model are presented in the paper. The model is considered to be useful for analyses of small power systems with those diesel engines.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.26-31
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• 2000

This paper deals with finite element analysis of 2GVA superconducting generator which has slitted electrothermal shield in d-axis (SES). Three phase fault is considered torque of the S.C.G. Using the result, generator parameters are calculated by F.E.M. The results are compared with superconducting generator having conventional electrothermal shield (CES). The result shows that quick response excitation could be applied to superconducting generator with slitted electrothermal shield.