• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.115-120
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• 2021

본 논문에서는 비례공진 전류제어기 기반의 단상 영구자석 동기전동기의 운전 알고리즘을 제안하였다. 일반적으로 단상 영구자석 동기전동기의 경우 회전자의 형상에 따른 비대칭 공극이 발생할 수 있으며, 이는 고속 운전시 소음과 진동의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 제어 안정성이 뛰어난 비례공진 전류제어기를 적용한 단상 영구자석 동기전동기의 운전 알고리즘을 제안하였다. 비례공진 전류제어기법은 정상상태 오차가 없고 왜란에 대해 비교적 강인한 특성을 가지고 있으며, 복잡한 연산과정 없이 교류입력의 정상상태를 제거할 수 있다. 제안한 알고리즘의 유효성과 타당성을 실험을 통해 검증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제68권3호
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• pp.430-438
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• 2019

For a pump or a compressor motor, a high periodic load torque variation is induced by the mechanical works, and it causes system vibration and noise. To minimize these problems, load torque compensation method, injecting periodic torque current, could be utilized. However, with the sensorless control method, which is usually utilized in the pump and compressor for low cost, the periodic torque current degrades the accuracy of the rotor position estimation owing to the inductance variation. This paper analyzes the rotor position and speed estimation error of sensorless control method with constant motor parameters under period loading. Assuming the constant speed by the accurate load torque compensation, the speed error equation is derived in frequency domain with inductance depending on the stator current. Further, it is also shown that the rotor position error could be minimized by compensating the inductance variation. The simulation and experimental results verify that the derived speed error model and the validity of the inductance compensation method.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권1호
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• pp.1-9
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• 2023

A model for calculating structure interacted mechanics is proposed. A structural interaction model and controller design based on tuned mass damping (TMD) was developed to control the induced vibration. A key point is to introduce a new analytical model to evaluate the properties of the TMD that recognizes the motion-dependent nonlinear response observed in the simulations. Aiming at the problem of increased current harmonics and low efficiency of permanent magnet synchronous motors for electric vehicles due to dead time effect, a dead time compensation method based on neural network filter and current polarity detection is proposed. Firstly, the DC components and the higher harmonic components of the motor currents are obtained by virtue of what the neural network filters and the extracted harmonic currents are adjusted to the required compensation voltages by virtue of what the neural network filters. Then, the extracted DC components are used for current polarity dead time compensation control to avert the false compensation when currents approach zero. The neural network filter method extracts the required compensation voltages from the speed component and the current polarity detection compensation method obtains the required compensation voltages by discriminating the current polarity. The combination of the two methods can more precisely compensate the dead time effect of the control system to improve the control performance. Furthermore, based on the relaxed method, the intelligent approach of stability criterion can be regulated appropriately and the artificial TMD was found to be effective in reducing cross-wind vibrations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.755-760
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• 2016

근래에는 신재생에너지를 이용한 독립적인 발전기의 수요가 증가하고 있는 추세이며 그 중에서 소형 풍력발전기의 개발 또한 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 소형 풍력발전기는 목적에 따라 단순화 및 소형화가 가능하도록 영구자석이 주로 쓰인다. 하지만 영구자석 동기기는 구조적인 원인으로 인하여 코깅토크를 수반하고 이는 소음과 진동의 원인이 된다. 코깅토크는 영구자석이나 코어의 형상에 의해 변하며 적절한 설계기법으로 코깅토크를 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 영구자석의 형상변화를 통해 소형 풍력발전기에 많이 사용되는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 코깅토크를 저감시키는 설계기법을 제시하였다. 코깅토크를 줄일 수 있는 영구자석의 형상을 구하는 데에는 확률론적 최적화기법의 일종인 진화론적 최적화기법을 사용했다. 최적화 기법을 적용할 때에 설계변수로는 영구자석의 폭을 조절하는 각도와, 영구자석의 외경을 조절하는 반지름을 설정하였다. 제시된 설계기법을 사용해서 극/슬롯의 조합이 8극/18슬롯이고 출력이 300W급인 풍력발전기를 설계하고 코깅토크와 출력전압 등의 특성을 계산했다. 계산결과에 의하면 초기모델에 비해 최적화모델에서 코깅토크와 토크리플 모두가 감소해서, 본 연구에서 제시한 설계기법이 코깅토크를 줄이는 데에 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권6호
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• pp.1-12
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• 2016

A control algorithm for a 100 kW wind turbine is designed in this study. The wind turbine is operating as a variable speed variable pitch (VSVP) status. Also, this wind turbine is a permanent magnet synchronous generator (PMSG) Type. For the medium capacity wind turbine considered in this study, it was found that the optimum tip speed ratios to achieve the maximum power coefficients varied with wind speeds. Therefore a commercial blade element momentum theory and multi-body dynamics based program was implemented to consider the variation of aerodynamic coefficients with respect to Reynolds numbers and to find out the power and thrust coefficients with respect tip speed ratio and blade pitch angles. In the end a basic power controller was designed for below rated, transition and above rated regions, and a load reduction algorithm was designed to reduce tower vibration by the nacelle motion. As a result, damage equivalent Load (DEL) of tower fore-aft has been reduced by 32%. From dynamic simulations in the commercial program, the controller was found to work properly as designed. Experimental validation of the control algorithm will be done in the future.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.243-248
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• 2014

영구자석 선형 동기 전동기는 회전기기에 비해 구조적으로 간단하여 보수 점검이 용이하고 정밀, 고속, 고추력화 등의 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 반송경로 전장에 전기자를 설치해야 하는 구조적 특성으로 인해 반송경로가 길어지면 길어질수록 초기 설치비용이 상승하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전기자를 분산시켜 배치하는 방식을 제시하였으나 전기자를 분산시켜 배치할 경우 전기자 양 끝단에는 구조상 반드시 단부가 존재하게 되며 이러한 단부는 추력 맥동을 야기하는 코깅력을 크게 발생시켜 기기의 소음과 진동 및 기기의 성능 저하의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 기기의 운전특성을 향상시키기 위해 전기자의 스큐에 따른 단부특성을 3D FEM 수치해석을 이용하여 파악하고 단부 코깅력을 가장 저감시키는 전기자 스큐를 제안하고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.1675-1680
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• 2013

최근 저소음, 고속, 고추력의 반송장치가 요구됨에 따라 영구자석 선형동기전동기가 대두되고 있으나 반송경로 전장에 전기자를 설치하는 선형 동기전동기의 특성으로 인해 장거리 반송장치에 적용시 설치비용의 증가를 가져온다. 따라서 우리는 전기자를 분산시켜 배치하는 방법을 제안하여 비용증가의 문제점을 해결하고자 하였다. 하지만 가동자의 진행시 분산배치된 전기자 사이를 통과하게 되면 전기자의 불연속 구간인 단부에 의해 디텐트력이 발생하여 추력 맥동이 발생하고 기기 성능저하와 소음, 진동의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 단부에 의한 영향을 저감하기 위해 전기자 끝단의 치 높이와 보조치 형상에 따른 디텐트력의 특성을 파악하고 다구찌의 실험계획법을 이용하여 단부 효과를 가장 저감할 수 있는 형상을 제안하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권6호
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• pp.302-307
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• 2015

The use of turbocharger in internal combustion engines has increased as it is a key components for improving system efficiency without increasing engine size. Because of increasing demand, many studies have evaluated rotordynamic performance so as to increase rotation speed. This paper presents a linear and nonlinear analysis model for a turbocharger rotor supported by a floating ring bearing. We constructed rotor model by using the finite element method and approximated bearings as being infinitely short. In the linear model, we considered fluid film force as stiffness and damping element. In nonlinear analysis, calculation of the fluid film force involved solving the time dependent Reynolds equation. We verified the developed model by comparing the results to those of previous research. The analysis results show that there are four unstable modes, which are rigid body modes combining ring and rotor motion. As the rotating speed increases, the logarithmic decrement shows that certain unstable modes goes into the stable area or the stable mode goes into the unstable area. These unstable modes appear as sub-synchronous vibrations in nonlinear analysis. In nonlinear analysis frequency jump phenomenon demonstrated in several experimental studies appears. The analysis results also showed that frequency jump phenomenon occurs when the vibration mode changes and the sequence of unstable mode matches the linear analysis result. However, the natural frequency predicted using linear analysis differs from those obtained using nonlinear analysis.

• 천문학회지
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• 제54권1호
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• pp.9-16
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• 2021

The Ozone Dynamics Investigation Nano-Satellite (ODIN) is a CubeSat design proposed by Chungnam National University as contribution to the CubeSat Competition 2019 sponsored by the Korean Aerospace Research Institute (KARI). The main objectives of ODIN are (1) to observe the polar ozone column density (latitude range of 60° to 80° in both hemispheres) and (2) to investigate the chemical dynamics between stratospheric ozone and ozone depleting substances (ODSs) through spectroscopy of the terrestrial atmosphere. For the operation of ODIN, a highly efficient power system designed for the specific orbit is required. We present the conceptual structural design of ODIN and an analysis of power generation in a sun synchronous orbit (SSO) using two different configurations of 3U solar panels (a deployed model and a non-deployed model). The deployed solar panel model generates 189.7 W through one day which consists of 14 orbit cycles, while the non-deployed solar panel model generates 152.6 W. Both models generate enough power for ODIN and the calculation suggests that the deployed solar panel model can generate slightly more power than the non-deployed solar panel model in a single orbit cycle. We eventually selected the non-deployed solar panel model for our design because of its robustness against vibration during the launch sequence and the capability of stable power generation through a whole day cycle.

• 한국광학회지
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• 제22권4호
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• pp.184-190
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• 2011

과학기술위성3호 부탑재체인 소형영상분광기 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 400 - 1050 nm의 관측 대역에서 분광 관측을 수행하는 영상 분광기이다. COMIS는 2012년 고도 700 km의 원 궤도에서 발사 된 후 27 m의 공간분해능과 2 - 15 nm의 파장 분해능을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 COMIS 비행 모델의 환경시험 수행결과를 기술한다. 발사 환경인 진동 가진에 의한 영상분광기의 광학적, 구조적인 변화 여부와 우주환경인 열.진공 상태에서의 기능 시험을 수행하여 안정성 및 신뢰성을 검증 받았다. 우주공간에서의 환경으로 일컬어지는 고진공($10^{-5}$ torr이하)과 $-30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$의 고온 및 저온의 열적 변화 상태를 모사하는 시험에서 정상적인 기능을 보였고, 10 grms의 랜덤 진동 가진 전.후의 고유 진동수는 1% 이내의 변화량을 보였다. 환경시험 전 후로 영상분광기의 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function) 측정을 하여 광학 성능이 유지됨을 확인하였다. 환경시험을 마친 영상분광기는 현재 과학기술위성3호 본체와의 조립을 진행 중에 있으며 2012년 발사 예정에 있다.