• Journal of Power Electronics
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• 제11권4호
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• pp.408-417
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• 2011

The plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) are specialized hybrid electric vehicles that have the potential to obtain enough energy for average daily commuting from batteries. The PHEV battery would be recharged from the power grid at home or at work and would thus allow for a reduction in the overall fuel consumption. This paper proposes an integrated power electronics interface for PHEVs, which consists of a novel Eight-Switch Inverter (ESI) and an interleaved DC/DC converter, in order to reduce the cost, the mass and the size of the power electronics unit (PEU) with high performance at any operating mode. In the proposed configuration, a novel Eight-Switch Inverter (ESI) is able to function as a bidirectional single-phase AC/DC battery charger/ vehicle to grid (V2G) and to transfer electrical energy between the DC-link (connected to the battery) and the electric traction system as DC/AC inverter. In addition, a bidirectional-interleaved DC/DC converter with dual-loop controller is proposed for interfacing the ESI to a low-voltage battery pack in order to minimize the ripple of the battery current and to improve the efficiency of the DC system with lower inductor size. To validate the performance of the proposed configuration, the indirect field-oriented control (IFOC) based on particle swarm optimization (PSO) is proposed to optimize the efficiency of the AC drive system in PHEVs. The maximum efficiency of the motor is obtained by the evaluation of optimal rotor flux at any operating point, where the PSO is applied to evaluate the optimal flux. Moreover, an improved AC/DC controller based Proportional-Resonant Control (PRC) is proposed in order to reduce the THD of the input current in charger/V2G modes. The proposed configuration is analyzed and its performance is validated using simulated results obtained in MATLAB/ SIMULINK. Furthermore, it is experimentally validated with results obtained from the prototypes that have been developed and built in the laboratory based on TMS320F2808 DSP.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.42-51
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• 2007

AC 전기철도 시스템은 동적 단상부하가 빠르게 변화하고, 전철 급전변전소에서 3상 전력을 단상 전력으로 변환한다. 이것은 일반 배전 시스템과 비교해서 AC 전기철도 시스템의 전기적인 현상들이 다르다는 것을 나타낸다. AC 전기철도 열차부하의 전기적인 특성은 동적부하의 운영과 운행 스케줄, 트랙의 구배 등에 따라 연속적인 변화를 받고 있다. 이와 같은 열차부하의 운영에 따른 급전거리가 길어 전압강하, 전압 불평형 및 고조파 왜곡현상 등의 전력 품질 저하요인이 발생하게 된다. 이러한 문제점은 상위계통인 송전시스템의 안정도에 악영향을 줄뿐만 아니라, 전기철도 급전시스템의 전력품질 저하, 전기철도차량의 통신장비, 운행 및 수송량 제한에도 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 전기철도시스템의 과도상태 평가를 위해 PSCAD/EMTDC를 이용한 평가모델을 제시하고, 전압 강하에 주안점을 두어, 전기철도 급전시스템의 말단 분기점(Sectioning Post)에 정지형 무효전력 보상장치인 단상 배전 STATCOM(Single-phase Static Synchronous Compensator)을 설치하여 그 작용에 따른 전압강하 보상을 평가하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.10-12
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• 2009

Electromagnetic Interference(EMI) in electric railway operation has become increasingly important. The components within very high power electronic, and the circuits for treating low-level signals, comprise complex system that must coexist and be highly reliable. To study it, It were included how much the HEMU-400X generates EMI and it has an effect on the power conversion units which resulted from Power Line Disturbance (PLD) phenomenon by contact loss during its running. In this study, the dynamic characteristic of a contact wire and pantograph suppling electrical power to high-speed trains are investigated. The analysis of the loss of contact based on Power Simulator program software is performed to develop power line disturbance model suitable for high speed operation. It is confirmed that a contact wire and pantograph model are necessary for studying the dynamic behavior of the pantograph system.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.27-33
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• 2005

Constant load model is generally used for an electric train to perform the static analysis of AT feeding systems. In this model, the train will be considered as a constant load model when it drives or as a constant source model when it applies regenerative brake. However there must be some voltage constraints on the catenary in actual operations. These constraints are established for the reason of protecting the feeding facilities from excessive rise of regenerative braking voltage or guaranteeing the minimum traction power of train. In normal operating situation, the pantagraph voltage of the train should be maintained within these limits. Keeping these facts in minds, we suggest new methods of analyzing AT feeding systems using the constant power models with the conditions of voltage constraints. The simulation results from a sample system using the proposed method illustrate both the states of system variables and the supply-demand relation of power among the trains and the systems very clearly, so it is believed that the proposed method yields more accurate results than conventional methods do. The proposed methods are believed to contribute to the assessment of TCR-TSC for compensating reactive powers too.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.61-67
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• 2012

The in-wheel motor used in green car was designed and constructed for an electric direct-drive traction system. It is difficult to connect cooling water piping because the in-wheel motor is located within the wheel structure. In the air cooling structure for the in-wheel motor, a outer surface on the housing is provided with cooling grooves to increase the heat transfer area. In this study, we carried out the analysis on the fluid flow and thermal characteristics of the in-wheel motor under the effects of motor speed and heat generation. In order to check the problem of heat release, the analysis has been performed using conjugate heat transfer (conduction and convection). As a result, flow fields and temperature distribution inside the in-wheel motor were obtained for base speed condition (1250 rpm) and maximum speed condition (5000 rpm). Also, the thermo-flow characteristics analysis of in-wheel motor for vehicles was performed in consideration of ram air effect. Therefore, we checked the feasibility of the air cooling for the housing geometry having cooling grooves and investigated the cooling performance enhancement.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.756-757
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• 2008

Interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) which has high power density is usually applied to traction motor for hybrid electric vehicle. In order to analyze characteristics of IPMSM, d- and q-axis equivalent circuit analysis is generally used. However, the line current of IPMSM calculated by d- and q-axis equivalent circuit analysis differ from measured value. This error is mainly appeared under the flux weakening control. In order to reduce the error between calculated and measured line current, no-load linkage flux which is calculated with considering saturation of magnetic core and armature reaction is applied to characteristic analysis. The result of line current calculated by the method dealt with in this paper is verified by comparison with experimental results.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권6호
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• pp.55-63
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• 2022

최근 중국에서 중대형 도시철도의 급속한 발전으로 고속철도의 총 운행거리와 총 EMU(Electric Multiple Units) 수가 증가하고 있다. 고속 EMU의 시스템 복잡성은 지속적으로 증가하고 있으며, 이는 장비의 안전성과 유지보수의 효율성에 대한 더 높은 요구사항을 제시한다. 현재 중국의 고속 EMU의 유지보수 모드는 여전히 계획적인 유지보수 및 고장보수에 기반한 사후 유지보수 방식을 채택하고 있어 유지보수가 미흡하거나 과도하게 이루어지며, 장비 고장 처리의 효율성을 떨어뜨리고 유지보수 비용을 증가시킨다. PHM(진단 및 예측관리)의 지능형 운영 및 유지관리 기술을 기반으로 합니다. 본 논문은 고속 EMU의 서로 다른 시나리오의 다중 소스 이기종 데이터를 통합하여 "차량 시스템-통신 시스템-지상 시스템"의 통합 PHM 플랫폼을 구축하고, 장비 고장 메커니즘을 인공지능 알고리즘과 결합하여 고속 EMU의 트랙션 모터에 대한 고장 예측 모델을 구축한다. 고속 EMU의 안전하고 효율적인 작동을 보장하기 위해 고장 예측 및 정확한 유지보수를 사전에 수행해야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.131-138
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• 2018

본 연구에서는 철도차량 추진제어장치와 관련된 주요 국가의 기술개발 동향을 살펴보았다. 추진제어장치는 철도차량의 핵심장치로, 기술개발에 많은 시간이 들어가고, 대규모 투자비용이 투입된다. 따라서, 선진국들은 안전성, 신뢰성, 유지보수 편리성 등을 갖춘 기술개발을 위해 최대한 노력하고 있으며, 개발 후에도 타국으로의 기술 이전을 최대한 기피하고 있었다. 예를 들어, 일본 Toshiba는 3,300V/1,500A급 IGBT 소자를 새로 개발하였지만, 기술보호를 위해 외국에 수출도 꺼리고 있었다. 국내외 기술개발 동향 파악을 보다 정확하게 수행하기 위해, 추진제어장치에 대한 특허분석을 수행하였다. 먼저, 철도차량 인버터, 컨버터 등 전력변환장치에 대한 핵심기술을 Thomson Innovation DB를 이용하여 특허를 분석하였다. 이를 위해, 국가별, 연도별, 주요출원인별 특허 건수에 대하여 살펴보았다. 분석결과, 국가별 특허 출원 비중은 중국이 48%, 유럽 16.6%, 미국 14.9%의 순으로 파악되었다. 상위 10개 주요 출원인에 대한 특허현황 분석 결과, ABB 14%, GE 13%, CRRC 12% 순으로 조사되었다. 이와 함께, 시장확보력, 인용도, 영향력지수와 같은 질적 분석을 통해 기술개발 수준도 분석하였다. 특허분석 결과, 국내 출원인은 국외에서 실질적으로 특허를 보호받기 위한 노력이 상당히 저조하였다. 또한, 현재 국내에서 적용되고 있는 전동기의 대부분이 유도전동기이다. 선진국에서는 새로 발주되는 영업노선에서는 영구자석전동기를 이용하고 있기 때문에, 국내에서도 이에 대한 집중적인 투자가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한핵의학회지
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• 제35권2호
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• pp.100-112
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• 2001

목적: 본 연구의 목적은 NEMA 프로토콜에 따라서 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템의 성능을 평가하고 그러한 시스템이 나타낼 수 있는 능력과 한계점을 명확히 이해하는데 있다. 대상 및 방법: 성능평가는 $^{18}FDG$ 선상선윈 및 점선원 그리고 NEMA 팬텀을 사용하여 횡축방향 공간분해능, 축방향 공간분해능, 산란분획, 민감도, 계수율손실, 계수율보정, 산란보정, 균일도보정, 감쇠보정을 대상으로 하였다. 횡축방향 공간분해능과 축방향 공간분해능, 산란분획에서는 선상선원 및 점선원을 사용하여 각각 NEMA 프로토콜에 따라 정해진 위치로 이동시키면서 측정하였고, 산란분획 및 나머지 성능평가 검사에서는 직경 20 cm의 PMMA 재질의 팬텀을 이용하여 측정하였다. 결과: 표준영상 획득 모드에서 시행한 본 성능평가의 결과를 고민감도 모드 및 고분해능 모드에 대하여 얻었다. 고민감도 모드에서 동경방향으로 측정된 횡축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 4.8 mm, 20 cm에서 7.03 mm로 감소했으며 축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 평균 3.98 mm, 20 cm에서 6.71 mm로 감소하였다. 산란분획은 고민감도 모드에서 평균 9.87%였고, 민감도 측정의 결과는 고민감도 모드, 시스템 전체에 대해서 참동시계수율 $225.8kcps/{\mu}Ci/cc$를 얻었고 계수율손실 측정은 50%의 불응시간을 가지는 방사능 농도가 $4.6{\mu}Ci/cc$였으며 이때의 계수율은 427 kcps였다. 계수율 보정의 오차는 고민감도 모드, $4.60{\mu}Ci/cc$에서 최소 1.49%, 최대 3.83%였고, 산란보정의 오차는 고민감도 모드에서 평균 -0.95%였으며 균일도보정 측정은 영상면들 간의 비균일도가 최소 -1.25%, 최대 1.74%였고 변이계수는 0.74%였다. 감쇠보정의 오차는 공기에서 5.68%, 물 0.04%, 테플론 -6.51%를 얻었다. 결론: NEMA 프로토콜에 근거하여 본 연구에서 실시한 표준 성능 평가 검사는 모두 제조사의 시험지침서에 부합하였다. 결론적으로, 이는 본 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템이 임상에의 적용에 적합함을 보여주었다.