This paper proposes a new soft switching single stage AC/DC full bridge converter with unit power factor and isolated output. This circuit shows that it is possible to combine the boost converter which is for PFC(Power Factor Correction) and full bridge converter which is for DC/DC converter. A simple auxiliary circuit which includes neither lossy components nor active switches eliminates ringing of secondary side of the transformer. The characteristics of the proposed circuit are investigated and the validity is verified by the simulation results.
Low Voltage DC/DC Converter(LDC) is the power conversion unit for suppling the power to the auxiliary battery and the electric loads on vehicle. LDC has the capabilities of stability and efficient control method so that the electric loads are fully functional. This paper proposes a control method based on one PI-controller and verifies the stable performance from simulation.
항공기용 소형 가스터빈엔진은 항공기의 주엔진 시동을 위한 압축공기 공급, 비상 전원 등을 위한 보조동력장치로 사용된다. 항공기가 모래와 먼지가 함유된 대기 조건에서 운용되는 경우, 보조동력장치와 엔진에 대기 중 모래와 먼지가 유입되며, 이러한 모래 먼지 유입은 가스터빈엔진의 마모, 성능 저하 등을 야기시킨다. 본 연구에서는 모래와 먼지가 소형 가스터빈엔진에 유입되는 경우에 대하여 그 영향성을 고찰하였다. 시험에서의 모래와 먼지 농도는 공기 단위 질량당 $4.4{\times}10^{-5}kg$ 이며, 이는 미 군사규격인 MIL-E-8593 에 제시된 조건과 동일하다. 모래 먼지 유입시험은 총 10 시간 동안 수행되었으며, 시험 전 후의 성능시험을 통해 성능 영향성을 고찰하였다. 또한, 임펠러, 터빈휠 등 주요 구성품에 대하여 분해검사를 수행하여 마모 특성에 대하여 고찰하였다.
The performance test of a centrifugal compressor for APU(Auxiliary Power Unit) which is developed by the collaborative research of KARI and Samsung TechWin has been conducted. The investigated compressor consists of a curved inlet, a centrifugal impeller, a channel diffuser and a plenum chamber. The experiments were carried out in an open-loop centrifugal compressor test rig driven by a turbine. For three different diffusers, overall performance data were obtained at 80%, 90% and 97% of design speed. For the initially designed wedge-type diffuser, test results showed that the compressor was operated at a higher mass flow rate than the design requirement. By reducing the diffuser throat area, the compressor operating range was shifted to lower mass flow rate range. The test result of redesigned wedge-type diffuser showed high pressure loss. To reduce the diffuser loss, diffuser inlet radius was increased and airfoil-type of diffuser was adopted. This airfoil-type diffuser showed reasonal results in terms of design requirement.
Purpose: The purpose of this study is to lighten the APU (Auxiliary Power Unit) structure of the KAAV (Korea Assault Amphibious Vehicle) through structural analysis. Methods: Commercially-available program (MIDAS.NFX) was used for finite element analysis. Frequency response analysis was performed through linear static and mode analyses to verify the structural stability according to the change of the structural materials. Results: Numerical simulation (linear static, mode and frequency response analyses) results showed that the safety factor of the APU was over 1.5 even under the worst case conditions. The APU made by aluminum structures was expected to be available in the military field, since every requirements in the KDS (Korean Defense Specifications) was fulfilled during the various tests and evaluations. Conclusion: The structural analysis was verified that the structural stability of the APU structure of the KAAV after change of the structural material.
보조동력장치 개발에서 성공적인 연소기 개발이 이루어졌다고 하더라도 엔진에 조립되어 실제 환경에서 운용될 경우, 예상하지 못한 문제나 현상들이 발생하는 사례가 많이 있다. 하지만, 엔진 또는 체계단위의 개발단계에서는 연소기의 유동장이나 하드웨어의 구조적 변경은 불가능하거나 아주 작은 범위 내에서 가능하다. 따라서 체계 운용 중 발생한 문제에 대하여 시험과 유동해석을 통해 원인 규명 및 해결 방안을 제시하고, 이를 반복시험을 통해 확인, 검증하여야 한다. 본 논문에서는 엔진 및 체계 시험과정 동안 발생한 환형 역류형 연소기 관련 문제들을 유동해석과 엔진시험을 통해 해결, 검증한 과정에 대하여 기술하였다.
It is very difficult to understand and estimate the heat transfer and flow characteristics in the combustor, which is one of main components in the Auxiliary Power Unit (APU), because its flow filed has very complex structure. In this paper, specified is characteristics of injection and flow through different air goles in the liner, which consist of large circular holes film cooling holes, and tangential air swirl holes. The durability of the liner depends on whether the surface of the liner is exposed to the hot gas over 1000 $^{\circ}C$ of a temperature or net. It is proved that the locations of hot spots estimated from the calculation using CFD are matched well with that from the test. In this study, CFD simulations were performed to examine the heat transfer and temperature distributions in and about a liner wall with film cooling on the wall. This computational study is based on the ensemble average continuity, compressible Navier-Stokes, energy, and PDF combustion equations closed by the standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model with standard wall functions for the gas phase and the Fourier equations for conduction in the solid phase.
The purpose of this study is to analyze the vibration characteristics and develop a mounting which can improve the strength safety factor to replace the high failure rate APU(auxiliary power unit) imported metal mounts with rubber mount that can be domestically produced. For this study, we analyzed in 3 kinds of rubber mounts hardness for the natural frequency to avoid the average excited frequency of the APU. In addition, allowed vibration acceleration of rubber mount confirmed to 90.8 g by adding a strength safety factor. To assure the validity of the design, we measure the vibration acceleration equipped with a metal mount and rubber mount 2 species(Hs 50 and 60). As a result, the proposed design method in this study is reasonable because the rubber mounts is excellent strength safety factor and vibration transmissibility than metal mounts.
In the electrode fabrication of unit cell, it was ascertained that electrochemical characteristics were greatly increased with 90 wt.% of BP-20, 5 wt.% of Super P and 5 wt.% of mixed binder [P(VdF-co-HFP) : PVP =7 : 3] The self-discharge of unit cell showed that diffusion process was controlled by the ion concentration difference of initial electrolyte due to the characteristics of Electric Double Layer Capacitor (EDLC) charged by ion adsorption in the beginning, but this by current leakage through the double-layer at the electrode/electrolyte interface had a minor effect and voltages of curves were remained constant regardless of electrode material. The electrochemical characteristics of 2.3 V/3,000 F grade EDLC were as follows: 0.35 m of DC-ESR (100 A discharge), 0.14 mof AC-ESR (AC amplitude 100 mV), 2.80 Wh/kg (3.73 Wh/L) of energy density and 4.64 kW /kg (6.19 kW/L) of power density. Power output was compatible with electric vehicle applications, uninterrupted power supply and engine starter, in due consideration of Ragone relations.
한국형 기동헬기(이하 수리온) 사업은 군이 운용중인 노후헬기를 국산헬기로 대체하기 위하여 연구개발한 사업으로 소요군의 전투력 향상과 운용, 유지 경제성을 고려한 사업이다. 수리온 보조동력장치는 주 발전기의 고장 시 장착 된 교류발전기로 체계에 비상 전원을 공급하는 장치이며 시동모터는 배터리의 전기적 에너지를 기계적 회전에너지로 변환 하여 보조동력장치 엔진을 회전시키는 장치이다. 수리온의 전력화 및 운용이 지속됨에 따라 시동모터의 결함이 발견되었고 이를 해소하기 위한 개선 활동을 진행하였다. 고장모드 분석에서는 결함발생에 대한 현상을 확인하고 결함원인을 5가지로 분류하였다. 5가지 인자에 대한 분석결과 결함의 주요 원인은 기계적 마모이며 이는 스프링 압력과 관련이 있다는 사실을 확인 하였다. 이론적으로 결정 된 압력조절을 통해 250회의 시험검증을 수행하였고 4개의 샘플링 마모량으로 회귀분석을 수행한 결과 모두 0.05이하의 유의수준을 보였기에 대립가설을 채택 하였다. 결론적으로 브러쉬 이상마모와 마모로 인한 파손은 압력조절을 통해 해결할 수 있었으며 시험을 통해 마모량 예측 및 결과 타당성을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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