• 한국생산제조학회지
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• 제24권5호
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• pp.514-520
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• 2015

The effects of suspension stiffness on the reaction load of the gearbox suspension for a three-point suspension wind turbine drive train were investigated by finite element analysis. The reaction forces of the gearbox suspension appear to increase as the gearbox suspension stiffness increases; however, the main bearing stiffness has a reverse effect on the reaction forces. The influence of the gearbox suspension stiffness is greater than that of the main bearing. Since the suspensions must provide the gearbox with proper support, it is not practical to use soft gearbox suspension for small reaction forces. It is more feasible to use stiff main bearings. As a guideline for the main bearing stiffness in the present study, we propose a relative stiffness of 100-150% of the reference.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1058-1059
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• 2015

This paper describes a low-voltage ride-through method for the permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind turbine system at a grid fault. The generator side converter regulates the DC link voltage instead of the grid side converter by storing the surplus active power in the rotor inertia during grid fault by the sliding mode controller. The grid side converter controls the grid active power keeping a maximum power point tracking. Simulation results for small scale PMSG wind turbine verify the efficiency of the control method.

• 한국생산제조학회지
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• 제26권2호
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• pp.199-204
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• 2017

In this study, analytical methods for designing a torque arm pin and elastomeric bushings of a conventional-type three-point-suspension gearbox of a wind turbine are investigated. The design loads for the torque arm were derived by considering the effects of the transmitted torque and self-weight of the gearbox. Based on the design loads, design methods for the torque arm pin and elastomeric bushings were introduced in the terms of material and size selection. Finally, a small-scale conventional-type gearbox was designed by applying the derived design methods. This study is an elementary and analytical study for the design of the torque arm pin and elastomeric bushings. It is necessary to verify and supplement the results further through extensive experimentation.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.22-27
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• 2013

The purpose of this paper is to perform the structural design of the small scale vertical-axis wind turbine (VAWT) blade using a response surface method(RSM). First, the four design factors that have a strong influence on the structural response of blade were selected. Analysis conditions were calculated by using the central composite design(CCD), which is a typical design of experiment for the response surface method(RSM). Also, the significance of the central composite design(CCD) was verified using analysis of variance(ANOVA). The finite element analysis was performed for the selected analytical conditions for the application of response surface method(RSM). Finally, a optimization problem was solved with a objective function of blade weight and a constraint of allowable stress to achieve a optimal structural design of blade.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.269-274
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• 2014

본 논문에서는 사보니우스형 풍력터빈의 저소음 설계에 관한 연구를 수행하였다. 선행연구를 통해 BPF 보다 높은 주파수를 기본주파수로 가지며 발생하는 하모닉 성분의 순음소음이 사보니우스형 풍력터빈의 주요한 소음임을 밝혔고, 이러한 하모닉 성분의 소음은 와류에 의한 것임을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 선행연구결과를 바탕으로, 사보니우스형 풍력터빈의 저소음 설계를 위해 이탈되는 와류에 위상차를 유도할 수 있는 터빈 날개 끝단을 도입하였다. CFD 기법 및 음향상사법을 적용한 복합 전산공력음향학 기법을 적용하여 제안한 저소음 사보니우스형 풍력터빈의 방사 소음을 수치적으로 예측하였고, 기존의 형상과 비교를 통해 소음 저감 효과를 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.330-335
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• 2016

본 논문에서는 설계된 100 W급 헬리컬 수직축 풍력발전기의 공기 역학적 출력 및 유동 특성에 관하여 연구하였다. 이를 위하여 100 W급 헬리컬 수직축 풍력발전기 로터를 설계하였고 풍동 시험과 동일한 환경을 적용한 3차원 전산유동해석을 수행하였다. 전산유동해석 결과를 통하여 공기 역학적 출력과 헬리컬 유동 특성을 확인하였다. 마지막으로 실제 크기의 수직축 풍력발전기에 대한 풍동 시험을 수행하여 전산유동해석에서 예측한 공기역학적 출력과 비교 검증하여 전산유동해석 기법의 타당성을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.94-99
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• 2024

최근 들어 풍력 발전은 신재생 에너지 중에서 높은 효율을 가진 에너지원으로 주목받고 있으며, 이에 따라 전 세계적으로 다양한 기술 개발이 진행되고 있다. 일반적으로 풍력 발전은 풍력 자원이 풍부한 지역에 많은 풍력터빈을 설치하여 운영하는 대형 풍력 농장(Big Wind Farm) 형태로 운영되고 있으나 개발 도상국이나 전력망에서 고립된 지역에서는 오프-그리드(Off-Grid) 형태의 소형 풍력 발전 시스템이 효율적인 솔루션으로 부상하고 있다. 오프-그리드(Off-Grid) 형태의 소규모 발전 시스템을 효율적으로 운영하고 확산시키기 위해서는 실시간 모니터링 시스템의 개발이 요구된다. 소규모 풍력 발전 시스템 구성을 위해 과다한 풍속으로 인한 손상 방지 체계 및 다양한 환경적 요소에 능동적으로 대처하기 위한 실시간 발전소 운영 모니터링 체계 그리고 생산된 전력을 안정적으로 소규모 지역이나 시설에 공급하기 위한 ESS(Energy Storage System) 시스템에 대해 연구하였다. 구현된 시스템은 터빈의 RPM, 발전량, 브레이크 동작, 발전량 등을 모니터링하여 최적 운영환경이 조성되도록 하였다. 구현된 소형 풍력발전 체계는 격오지 도로 조명, 해양 레저 시설, 모바일 통신 기지국 등에 활용될 수 잇으며 RE100 산업 생태계 발전에 기여할 수 있을 것이다.

• 산업기술연구
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• 제25권A호
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• pp.81-86
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• 2005

A vibration monitoring system for a small class of wind turbine (W/T) is established and operated. The monitoring system consists of monolithic integrated chip accelerometer for vibration monitoring, anemometers for wind data acquisition and auxiliary sensors for atmospheric data. Using the monitoring system, vibration response of a 6kW W/T generator is investigated. Acceleration data of the W/T tower under various operation condition is acquired in real time using LabVIEW and is remotely transferred from the test site to the laboratory in school by internet. Vibration state of the tower structure is diagnosed within the operating speed range. Resonance frequency range of the test model is investigated with the wind speed data of the test site.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.87-94
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• 2012

본 연구에서는 풍력발전기 타워의 효과적인 상태 모니터링을 위하여 타워의 고유진동수 및 모드형상을 이용한 손상추정기법을 제안하였다. 풍력발전기에 대한 동력학 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 타워의 거동을 시뮬레이션하고 결과를 이용하여 타워의 모드특성을 추정하였다. 다양한 손상에 의한 타워의 고유진동수와 모드형상의 변화를 모드특성 추정 프로그램을 이용하여 해석적으로 구하여 훈련패턴을 생성하고 이를 이용하여 신경망을 훈련시켰다. 복수 손상 경우를 포함한 10가지 손상경우에 대한 모드특성을 훈련된 신경망에 입력하여 손상을 추정하였으며, 모든 손상 경우에 대하여 비교적 정확하게 손상위치와 손상정도를 판정할 수 있었다. 단, 미소 손상의 경우 손상정도가 약간 과소평가되는 경향을 보였으나 손상위치는 합리적으로 추정됨을 알 수 있었다. 향후, 미소 손상 추정결과의 정확성을 개선하고, 실험을 통하여 제안된 기법을 검증할 계획이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2009

본 논문은 소형 풍력발전용 영구자석형 동기발전기에서 고정자 자속과 역기전력을 이용한 센서리스 제어방법을 제안한다. 기존의 다이오드와 DC-부스트 컨버터를 사용한 소형 풍력발전용 컨버터와는 달리 2-Leg 3상 PWM 컨버터를 사용하여 발전기를 구동한다. 이는 기존의 컨버터와 비교하여 가격적으로 뒤지지 않으며, 발전기의 벡터제어가 가능하여 최대출력 제어시 발전 효율향상을 확인할 수 있다. 그리고 센서리스 제어 알고리즘을 적용하여 속도 측정을 위해 사용되는 엔코더를 제거하므로 시스템의 가격을 저감시킨다. 제안된 알고리즘은 PSIM 시뮬레이션을 사용하여 컨버터 제어 성능과 발전기의 최대 출력 제어의 타당성을 검증한다.