• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.109-115
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• 2004

The micro turbo generator is new portable power source based on the Brayton cycle, which consists of a compressor, a turbine, a generator, and a combustion chamber. In this paper, the thermodynamic analysis was performed to find the required condition for hundreds watts power in the micro turbo generator, and also the rotordynamic stability was predicted using the numerical analysis of air foil bearings which support the micro turbo generator. By experimental works, the rotordynamic stability of the micro turbo generator with foil bearings was verified. While various transient dynamic situation, the micro turbo generator had stable performances. From the result, it was demonstrated that air foil bearings could be adapted to the micro turbo generator as a excellent lubrication element.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.219-222
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• 2003

Turbo generator system need starter for gas turbine engine. Turbo generator has high rate gearbox for reduce rotating speed. Because a conventional generator could not operate same speed of gas turbine engine. But Recently turbo generator system is directly connected a gas turbine engine with a super high-speed generator. In this paper, starter driver are implemented direct coupled turbo generator system, Which is directly connected 100kW, 60,000rpm gas turbine engine and 25kW 60,000rpm super high speed generator.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.286-293
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• 2004

This paper presents the result of a study on the starter control for a turbo generator. Because a starter in gear box type turbo-generator system is composed of gearbox and brush DC motor, it should be replaced with High Speed Generator(HSG)) in HSG type Turbo-generator. There-ore, it is necessary to design a new starting algorithm and starter. In gearbox type system, brush DC motor is rotated to the designed speed using low voltage-high current battery power. After brush DC motor speed is increased to several times by gearbox, gas turbine engine can be rotated to designed starting speed. If we implement a starter with High Speed Generator(HSG), it is necessary to drive high-speed generator to high-speed motor. High-speed generator with permanent magnet on rotor has a low leakage inductance fur driving high-speed rotation, and it is necessary high DC link voltage for inverter when High-speed generator is driven to high speed. This paper presents result of development of the boost converter for converting high voltage DC from low battery voltage and design of the inverter for controlling a high frequency current to be injected to motor winding. Also, we show performance of the designed starter by driving the turbo generator.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권6호
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• pp.87-94
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• 2003

본 연구에서는 고속 발전기를 고속의 가스 터빈 엔진에 직결 장착한 터보 제너레이터 시스템의 개발 연구결과를 보인다. 고속 발전기를 직결 장착한 터보 제너레이터 시스템은 터보 샤프트 발전 시스템에 비하여 무게, 크기, 윤활 시스템, 시스템의 복잡성 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 고속 회전체 시스템의 직접 운전에 따른 안정된 고속 제너레이터의 설계, 가스 터빈 엔진의 시동 시의 신뢰성 있는 점화를 위한 고속 모터 구동 알고리즘 구현, 고 주파수의 출력 전력을 상용 교류전력 혹은 필요한 직류 전력을 얻기 위한 전력 변환 장치의 설계를 요구한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.17-24
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• 2004

터보 제너레이터의 시동기는 터보 샤프트 발전 시스템 시동기의 구성인 기어박스, DC 전동기, 저 전압 축전지를 대신하여 고속 발전기, 인버터 그리고 승압기로 구성된다. 터보 제너레이터는 시동 시 고속 회전이 요구되어 고속발전기는 수십 $\mu$Η의 낮은 누설 인덕턴스를 가지며, 인버터는 높은 전압의 DC link 전압이 필요하다. 본 연구에서는 시동기 구현을 위해 축전지 전압을 높은 전압으로 승압하는 대 용량 승압기를 개발하였다. 그리고 낮은 누설 인덕턴스를 갖는 전동기 권선에 높은 주파수의 전류 제어를 위해 정밀 고속 연산을 수행하는 인버터 드라이버의 설계와 안정된 점화를 위한 터보 제너레이터의 시동 알고리즘을 제안하였다. 또한 개발한 시동기로 터보 제너레이터의 시동을 수행하여 성능을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2769-2772
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• 2003

This paper presents results of the development of the Turbo-generator system with structure which is HSG(High Speed Generator) installed to high speed gas-turbine engine directly. Turbo-generator with high speed motor-generator directly has many advantages aspects of weight, size, lubrication system and complexity of the system compared of conventional turbo-generator system with gear-box. But because of direct high speed operation of the high speed generator, we have to need stable high speed motor driving algorithm for perfect engine ignition when gas turbine starting. Also we have to need design of the PCU(Power Conditioning Unit) for converting high speed AC output power to conventional AC power or needed DC power.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권5호
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• pp.759-766
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• 2011

This paper focuses on monitoring and predicting the short circuit faults of the rotor windings of large turbo-generator systems. For the purpose of increasing efficiency and decreasing maintenance cost, a method that combines the HHT (Hilbert Huang Transform) with a wavelet has been studied. This method is based on analyzing a classical Albright detecting coil. Due to the Empirical Mode Decomposition (EMD) and the Intrinsic Mode Functions (IMF) of the HHT the exact location of a short circuit of rotor windings may be given. However, a part of the useful information is eliminated by the unreasonable decomposing scale of the wavelet. Based on the thermodynamics modeling method, this study was illustrated with a 50MW turbo-generator system that is installed in Northern China. The analysis results, which have very good agreement with those of a previous study, show that the method of combining the HHT with a wavelet is an effective way to analyze and predict the short circuit faults of the rotor windings of large generators, such as supercritical turbo-generator systems and wind turbo-generator systems. This work can offer a useful reference for analyzing smart grids by improving the power quality of a distribution network that is supplied by a turbo-generator system.

• KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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• 제5B권4호
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• pp.299-305
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• 2005

The work described in this paper is to investigate the additional iron losses and consequent temperatures in core ends of a turbo-generator wound with high voltage cables. Electromagnetic calculations are made with 3D FE models, which include the lamination material with anisotropic properties both in magnetic permeability and electric conductivity. The models also include the geometry of the stator teeth and eventually the axial steps designated to reduce the core end losses. The 3D model of the rotor consists of field windings with straight in-slot parts and end windings. The thermal models are simplified into two dimensions and include the heat sources dumped from the 3D electromagnetic solutions. The influences of power factor on additional iron losses are studied for this cable wound machine and conventional machines. The calculation results show that the additional iron losses can be reduced to about $15\%$ by introducing some small steps around the airgap corner of core ends.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.15-18
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• 2008

본 연구에서는 터보펌프 조립체-가스발생기 연계시험 중 개회로 시험에 대한 시동 특성을 분석하였고 수치적으로 해석하였다. 시험에서 터빈의 시동 및 구동은 수소 기체로 수행하였고 그에 따른 가스발생기 점화 및 연소압의 발달을 살펴보았고 해석도 동일한 조건으로 수행하여 결과를 비교하였다. 회전수의 발달 특성은 시험과 잘 일치하는 것을 볼 수 있었고 가스발생기 연소압 발달 특성의 경우 정성적인 기울기가 일치하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.19-22
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• 2008

본 연구에서는 터보펌프 조립체-가스발생기 연계시험 중 폐회로 시험에 대한 시동 특성을 분석하였고 수치적으로 해석하였다. 시험에서 터빈의 시동은 수소 기체로 수행하였고 구동은 가스발생기에서 연소로 발생하는 연소 기체로 작동하였다. 그에 따른 가스발생기 점화 및 연소압의 발달을 살펴보았고 해석도 동일한 조건으로 수행하여 결과를 비교하였다. 회전수의 발달 특성은 시험과 잘 일치하는 것을 볼 수 있었고 가스발생기 연소압 발달 특성의 경우 정성적으로 일치하는 것을 볼 수 있었다.