본 논문에서, 풍력발전기 운영관리 및 유지보수 비용을 저감하기 위해, 분산되는 전산자원을 통합하고 인적 자원을 효율적으로 운영 할 목적으로 SaaS 클라우드 방식의 상태 감시 인프라를 설계 및 개발하였다. 개발한 인프라에서 관련 업무 및 서비스에 따라 각 데이터들을 계층화 하였다. 인프라 상에서 상태 감시를 수행 할 경우에 필요한 기본적인 SW를 개발하였다. 측정 시스템에 대응하는 데이터베이스 설계 SW, 현장 측정 SW, 데이터 전송 SW, 모니터링 SW로 구성되어 있다. 기존의 SCADA 데이터 뿐 아니라 추가적인 센서를 설치하여 풍력발전기의 상태 관측이 가능하다. 상태감시 알고리즘 내 단계 별 지연 시간을 모델링하여, 현장 측정에서 최종 모니터링 단계 까지 소요되는 총 지연 시간을 정의 하였다. 진동 데이터는 고해상도 측정에 의해 취득되기 때문에, 지연 시간은 불가피하고 유지보수에 관한 프로그램 운영 시 지연시간 분석은 필수적이다. 모니터링 대상은 MW 용량의 풍력발전기의 증속기이며, 해당 풍력발전기는 운전 한 지 10년이 넘는 모델로서, 이는 앞으로 해당 풍력발전기의 효율적인 유지보수를 위해 정확한 상태 감시가 필수적임을 뜻한다. 본 인프라는 연간 50TB 용량의 고해상도 풍력발전기 증속기 상태를 처리 할 수 있도록 운영 중이다.
풍속이 급변할 경우 전력계통 시스템과 기계시스템의 안전을 위해 풍력발전기를 제동시킨다. 이 때, 풍력발전기 내부의 기어박스에서 기어 이의 접촉하중으로 인한 기어의 손상 및 파손이 발생하며, 브레이크를 이용한 제동 시 블레이드의 동력을 그대로 전달받아 마찰열 상승, 브레이크의 성능 저하 등의 문제가 있다. 본 논문은 풍력 발전 시스템의 동력전달장치인 기계식 기어의 접촉에 의한 문제를 해결하기 위해 동력 차단 시스템을 결합시킨 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 제안한다. 이차원 유한해석법을 활용하여 하이브리드 마그네틱 기어의 형상에 따른 토크와 손실 분석을 통해 풍력발전 시스템에 적합한 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 도출하였다.
Pinions are generally heavy and integrated with a shaft. Thus, fabricating a pinion is a material- and machining-intensive task characterized by low productivity. Contact of the output pinion with a sliding surface or a cloud contact causes loss of power because of friction. Consequently, the output pinion undergoes considerable wear and tear at its ends, which adversely affects the overall transmission efficiency of decelerators. To improve transmission efficiency and extend gear life, an optimum output pinion design is required. To this end, in this study, an output pinion for worm gear decelerators was designed and optimized by means of product verification through prototyping and performance evaluation to improve gear life and productivity. The optimized design was validated and subjected to structural analysis.
The rattle noise is the most significant in many kinds of manual gearbox noises, which is generated at the idle stage of the engine operation. The main torsional vibration source of the driveline is the fluctuation of the engine torque. The gear rattle is impacts generating in the backlash of the free gear due to this torsional vibration. Many researchers reported the clutch torsional characteristic optimization method to reduce the idle gear rattle but only few of them give sufficient consideration to the system parameters like gear backlash, drag torque, system inertia, inertia distribution, engine torque fluctuation, idle engine rotation speed, and accessory load. This paper pays attention to the gear impact mechanism and system design parameters to reduce the idle gear rattle with computer simulation.
A planetary gear trains has characteristics in compactness, power transformation ability and constant meshing. Usability is increased in applications of auto transmission and industrial gearbox. Study on optimum design of planetary gear train has been progressed on minimization of weight, miniaturization of planetary gear train and improvement of high strength. There are demands of study for the planetary gear train required long lift estimation In this wort being considered life, strength, intereference, contact ratio and aspect ratio, the optimum design algorithm is proposed to reduce the volume of planetary gear train with transferring the same amount of power. In the design of algorithm for planetary gear train, the determination of teeth number is separated to achieve simplicity and the simulated annealing method as a global optimal technique is used for optimal design method.
In this study, spur and helical box models of an existing machine tool are investigated using structural and fatigue analyses. As the helical box model is shown to have less stress and deformation than those characteristics of the spur box model, the helical box has more strength and more transmission efficiency on the structure. In terms of fatigue analysis, the helical box model has more repeated fatigue strength than that of the spur box model. These study results can be effectively utilized in the design of real gear boxes of machine tools by anticipating and investigating prevention and durability against damage.
A planetary gear trains has characteristics in compactness, power transformation ability and constant meshing. Usability is increased in applications of auto transmission and industrial gearbox. Study on optimum design of planetary gear train has been progressed on miniaturization of weight, miniaturization of planetary gear train and improvement of high strength. There are demands of study f3r the planetary gear train required long life estimation. In this work being considered life, strength, interference, contact ratio and aspect ratio, the optimum design algorithm is proposed to reduce the volume of planetary gear train with transferring the same amount of power. In the design of algerian for planetary gear train, the determination of teeth number is separated to achieve simplicity and the simulated annealing method as a global optimal technique is used far optimal design method.
Many researchers have studied on the lightness of automobile. These researches are such as a body shell, sub frame, fuel tank, engine etc. The transmission Part is a magnitude one in the aspect of weight. A drive shaft (propeller shaft) transmits the engine power to rear differential gear assembly. It is used in the compact car that is a single drive shaft. But in the case of long body cars such as SUV (Sports Utility Vehicle), truck and large vehicle, two or three divided drive shaft are used to prevent the vibration damage from a drive shaft that has been taken high torsion and rotation. This multi-divided drive shaft structure is so heavy because it is assembled by yoke, center bearing and solid spline axis. When the rear axle move up and down, the spline shaft adjust the variation of a length between the transmission and rear axle gearbox. In this paper, it is studied in the experimental method that is a bending vibration characteristic of slip in tube shaped propeller shaft. This type propeller shaft is developed to combine the spline axis with drive shaft and can be light in weight of transmission part.
본 논문은 회전익기용 엔진 감속기 주 기어열의 기어 웹 형상 최적화에 대해 기술하였다. 최적화 목표는 총중량, 전달 오차, 정렬 오차, 치면 하중 분포 계수 값의 최소화로 설정하였으며, 기어의 웹 두께, 웹과 축의 연결 위치, 웹과 림의 연결 위치를 설계변수로 선정하였다. 최적화 과정에서 기어의 웹, 축, 림은 3D 캐드 모델로부터 유한요소 모델로 변환되었으며, 기어 해석 프로그램 MASTA에 입력되었다. 최적화 알고리즘은 NSGA-II를 사용하였다. 최적화 결과 주 기어열의 총중량, 전달 오차, 정렬 오차, 치면 하중 분포 계수 값은 모두 감소하였으며, 최대 응력도 안전한 수준으로 나타나서 전반적으로 기어 성능이 개선되었음을 확인하였다.
This paper introduces the design concepts and characteristics of WinDS3000$^{TM}$(TC IIa) which is a trade name of Doosan's 3MW offshore/onshore wind turbine. WinDS3000$^{TM}$(TC IIa) has been designed in consideration of high Reliability, Availability, Maintainability and Serviceability (RAMS) and low cost of electricity (CDE) for the TC IIa condition based on GL guideline. An integrated drive-train design with an innovative three-stage gearbox has been introduced to minimize nacelle weight of the wind turbine and to enhance a high reliability for transmission. A permanent magnet generator with full converter system has been introduced to get higher efficiency in partial load operation and grid-friendly system for both 50 Hz and 60 Hz. A pitch-regulated variable speed control system has been introduced to control wind turbine power while generator reaction torque can be adjusted almost instantaneously by the associated power electronics. The wind turbine has been also equipped with condition monitoring and diagnostic systems in order to meet maintainability requirements.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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