• Journal of Power Electronics
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• 제18권3호
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• pp.714-722
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• 2018

This paper presents a wide-range speed control scheme of brushless DC (BLDC) motors based on a hall sensor with separated low- and normal-speed controllers. However, the use of the hall sensor signal is insufficient to detect motor speed in the low-speed region because of low sensor resolution and time delay. In the proposed method, a micro-stepping current control method according to the torque angle variation is presented. In this mode, the motor current frequency and rotating angle are determined by the reference speed without the actual speed fed by the hall sensor. The detected torque angle is used to adjust the current value in a limited band to control the current value in accordance with the load. The torque angle is detected exactly at the changing point of the hall sensor signal. The rotor can follow the rotating flux with the variable torque angle. In a normal speed range, the conventional vector control scheme is used to control the motor current with a PI speed controller using the hall sensor. The torque characteristics are analyzed on the basis of the back EMF and current shape. To adopt the vector control scheme, the continuous rotor position is estimated by the measured speed and hall sensor position. At the mode changing point between low and normal speed range, the proper initial current command and reference rotor position are calculated. The calculated current command can reduce the torque ripple during transient mode. The proposed method is simple but effective in extending the speed control range of a conventional BLDC motor with hall sensor without the need for a high-resolution encoder. The effectiveness of the proposed method is verified by various experiments on a practical BLDC motor.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권3호
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• pp.369-380
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• 2013

Direct torque control based on space vector modulation (SVM-DTC) protects the DTC transient merits. Furthermore, it creates better quality steady-state performance in a wide speed range. The modified method of DTC using SVM improves the electrical magnitudes of asynchronous machines, such as minimizing the stator current distortions, the stator flux with electromagnetic torque without ripple, the fast response of the rotor speed, and the constant switching frequency. In this paper, the proposed method is based on two new control strategies for direct torque control with space vector modulation. First, fuzzy logic control is used instead of the PI torque and a PI flux controller to minimizing the torque error and to achieve a constant switching frequency. The voltages in the direct and quadratic reference frame ($V_d$, $V_q$) are achieved by fuzzy logic control. In this scheme, the switching capability of the inverter is fully utilized, which improves the system performance. Second, the close loop of stator flux estimation based on the voltage model and a low pass filter is used to counteract the drawbacks in the open loop of the stator flux such as the problems saturation and dc drift. The response of this new control strategy is compared with DTC-SVM. The experimental and simulation results demonstrate that the proposed control topology outperforms the conventional DTC-SVM in terms of system robustness and eliminating the bad outcome of dc-offset.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권9호
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• pp.667-674
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• 2014

선박의 추진축계는 외부 변동 부하에 의해서 축계 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 추진축계의 동역학적인 특성은 운전 중에 일어나는 공진을 견딜 수 있거나 또는 피하도록 설계 및 최적화 해야 한다. 이러한 공진은 대빙급 선박의 추진시스템의 설계에 요구되는 프로펠러에서 유체역학적인 상호작용에 기인한다. 추진축계는 프로펠러와 대빙 사이의 상호관계로 인한 과도부하와 시스템의 공진에 의해서 진지한 응력을 받게 된다. 이 논문은 대빙이 적용된 극지 연구 선박에서 추진축계의 과도비틀림 진동응답을 검토하고자 한다. 추진축계는 전기모터로 구동되는 원동기, 탄성커플링 기어 및 프로펠러로 구성되어 있다. 이론적인 해석은 프로펠러의 대빙 부하를 기진력으로 과도비틀림진동 해석을 수행하였다. 그리고 실선에서 비틀림 진동을 계측하고 공진점을 확인하고 이를 이용하여 추진축계 한계 설계 토크에 대한 적용된 평가 요소를 국제선급연합 규정과 비교하였다. 전기모터를 갖는 추진축계에서 공진을 초래하는 탄성커플링의 강성 선정의 영향을 검토하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.315-318
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• 2007

MATLAB/$SIMULINK^{TM}$ 환경 기반에서 일반적인 터보 축 엔진의 천이상태 및 시동 특성 해석을 위한 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 터보축 엔진 구성품을 열역학 및 로터 동역학적인 관계식을 이용하여 모델을 구성하였다. 엔진 시동 특성은 보조동력장치에서 발생한 축력을 엔진 터빈에 전달시켜 엔진 각 구성품에서의 압력, 온도 및 축력의 변화 등에 대한 해석을 수행하였으며, 정상상태에서 작동 중인 모델엔진의 연료유량 변화에 대한 엔진 작동상황을 모사해 봄으로써 엔진 천이 특성에 대한 해석을 수행하였다. 향후, 엔진 제어기능을 기본 모델에 추가함으로써 보다 다양한 엔진 성능 시뮬레이션이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권6호
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• pp.487-497
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• 2011

자동회전 상태로 속도 증가 시 로터 속도의 변화와 피치 범위를 조사하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 정상 자동회전 상태를 구하기 위하여 과도모사법(Transient Simulation Method:TSM)을 사용하였다. 풍속의 증가에 대응하기 위하여 로터 블레이드를 2차원 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석하여 공력계수를 계산하였고 이를 과도모사법에 사용하였으며 유도 속도장 변화를 모사하기 위하여 Pitt/Peters 유도속도 이론을 적용하였다. 설정된 토크 평형 조건에서 풍속, 샤프트각, 피치각의 조합을 출력하여 로터의 회전속도와 변수의 범위를 조사하였다. 깃 끝 마하수의 변화에 따른 로터 회전속도의 변화를 살펴보았고 샤프트각의 감소에 따른 피치각의 트림 범위를 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.231-237
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• 2007

EHA용 유압 펌프의 토크 맥동은 저속 회전 영역에서 실린더 위치의 제어에 외란으로 작용할 수 있다. 원칙적으로 피스톤 펌프에 의해 발생되는 반력 토크의 주기적인 변화는 실린더 압력의 파형과 밀접한 관계를 가지고 있다. 일정 속도로 회전하는 단방향 피스톤 펌프의 경우에는 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 활용하여 실린더 압력의 오버슈트나 변화율을 조절할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브 플레이트의 형상이 EHA용 사축식 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과로서, 양방향 회전형 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동은 회전 속도의 영역에 무관하게 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 이용하여 개선하는 것이 불가능한 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.248-253
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• 2009

The propulsion system which apply the diesel engine with reduction gear as prime mover, generally installs the elastic coupling between engine and intermediate shaft, This coupling can isolate the vibratory torque excited by diesel engine, or the excess transient torque and moment occurring by external impact. So, diesel engine and reduction gear can safely operate by elastic coupling. Unfortunately, the elastic coupling for skimmer vessel was repeatedly broken by unknown vibration during the sea trial In this paper, the authors are searching for the possibilities and causes of the elastic coupling failure, via the global vibration measurement and the past incident investigation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.68-84
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• 2000

A study to reduce the transient torque in shifting in automatic transmission has been very important issue. Recently it is really dominant to decrease the torque by using independent-acting hydraulic circuit because we can control the clutch pressure actively and elaborately. So we design the new hydraulic circuit to control the clutches in automatic transmission and make the module library of computer simulations, We apply the results to GM model automatic transmission and carry out 1longrightarrow4 shifting simulations. By this work we recognize the capability of active and elaborate clutch pressure control using new hydraulic circuit. In addition We develop the tool to simulate the powertrain system. It is easier to update and exchange the subsystem model or parameters than conventional simulation tools.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1089-1090
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• 2011

This paper presents a novel two-phase two-pole permanent magnet synchronous motor (PMSM) with asymmetric U-core stator structure. The construction and parameters of the novel two-phase U-core PMSM are compared with a conventional U-core single-phase PMSM (SPMSM). Then transient characteristics such as torque, back-emf, and power loss of the both PMSMs are analyzed by using 3-D Finite Element Method (FEM). Under the same condition of rated input current, synchronous speed, similar dimensions and volume, FE results show that the two-phase PMSM with U-core stator has significantly less torque ripple than single-phase U-core PMSM, with similar power loss and efficiency.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.150-152
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• 2007

The stator faults yield asymmetrical operation of induction machines, such as irregular current, torque pulsation, increased losses and decreased average torque. So it is necessary to detect the stator faults and develope the monitoring system for detecting faults including vibration and noise. This paper describes the method to analysis the induction motors with the stator winding inter-turn short for investigation of the asymmetrical operation during normal and transient states. And a simple method is used for the simulation and analysis of the induction machines with stator asymmetries. Finally, simulation results, finite element analysis and experimental ones are presented. The results can be useful for real-time on-line monitoring of an induction motor.