nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
본 연구에서는 흡착공정에 의한 Taxus chinensis 유래 세팔로마닌의 효율적 분리를 위하여, 흡착 온도, 흡착 시간 및 초기 세팔로마닌 농도를 달리하여 상용흡착제 실로퓨트에 의한 세팔로마닌의 흡착 특성을 조사하였다. 흡착 평형 데이터는 Temkin 흡착등온식에 가장 적합하였다. 흡착 온도가 증가함에 따라 흡착 용량은 감소하였으며, 물리적 흡착 공정임을 알 수 있었다. 속도론적 데이터는 유사 이차 반응속도식에 적합하였다. 입자 내 확산 모델에 의하면, 필름 확산과 입자 내 확산은 전체 흡착 속도에 거의 영향을 미치지 않았다. 열역학적 데이터를 통해 흡착 과정은 발열 반응이며 자발적이었다. 또한 흡착량이 증가함에 따라 등량흡착열은 거의 변화가 없었으며 흡착제의 표면 에너지가 균일함을 알 수 있었다.

In this study, the adsorption characteristics of cephalomannine on commercial adsorbent Sylopute were investigated using different parameters such as adsorption temperature, time, and initial cephalomannine concentration for the efficient separation of Taxus chinensis-derived cephalomannine by adsorption process. The Temkin isotherm model showed good fit to the equilibrium adsorption data. The adsorption capacity decreased with increasing temperature and the adsorption of cephalomannine onto Sylopute was physical in nature. Adsorption kinetic data fitted well with pseudo-second-order kinetic mode. According to the intraparticle diffusion model, film diffusion and intraparticle diffusion did not play a key role in the entire adsorption process. The process of cephalomannine adsorption onto Sylopute was exothermic and spontaneous. In addition, the isosteric heat of adsorption was constant even with variation in surface loading indicating homogeneous surface coverage.

(게재일: 2019.04.01)
영구 또는 유도 쌍극자를 가지는 물질은 불균일한 전기장 하에서 전기장의 구배 방향을 따라 힘을 받게 되는데, 이 힘에 의한 물질의 이동을 유전영동(dielectrophoresis, DEP)이라 한다. DEP 힘의 크기와 방향은 입자와 매질의 유전율과 전도도, 그리고 가해지는 교류 전기장의 주파수에 의해 영향을 받게 되므로, 이러한 변수를 제어함으로써 입자의 이동을 정확하게 조작할 수 있다. 또한, 전기영동과는 달리 쌍극자가 유도되는 모든 입자에 적용이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 DEP 기술은 미세 유체 공학은 물론 바이오 센서, 마이크로 칩 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문은 먼저 DEP의 기본원리를 설명하고, DEP를 이용한 연구에서 주로 사용되는 대표적인 마이크로 전극의 구조에 대해 논의한다. 그리고, DEP의 대표적 응용분야인 입자의 분리 및 포집, 자기조립(self-assembly) 연구를 소개한다.

Under non-uniform electric field, a directional force along the electric field gradient is applied to matter having permanent or induced dipoles. The transport of particles by the directional force is called dielectrophoresis (DEP). Since the strength and direction of the DEP force depend on parameters, such as permittivity and conductivity of particles and surrounding media, and frequency of the applied AC electric field, particle can be precisely manipulated by controlling the parameters. Moreover, unlike electrophoresis, DEP can be applied to any particles where dipole is effectively induced by electric field. Such a DEP technique has been used in various fields, ranging from microfluidic engineering to biosensor and microchip research. This paper first describes the fundamentals of DEP, and discusses representative microelectrode designs used for DEP study. Then, exemplary applications of DEP, such as separation, capture and self-assembly of particles, are introduced.

(게재일: 2019.04.01)
실로퓨트를 이용한 식물세포 Taxus chinensis 유래 주요 타르성분인 2-피콜린 흡착 실험을 수행하였다. 2-피콜린 초기농도, 흡착 온도 및 시간을 달리한 회분식 흡착 평형 데이터를 Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 적용하였다. 실로퓨트를 이용한 2-피콜린의 흡착은 Langmuir 흡착등온식에 가장 적합함을 알 수 있었다. 흡착온도가 증가함에 따라 흡착용량이 감소하는 경향을 보였으며 실로퓨트를 이용한 2-피콜린 흡착 공정이 적합함을 알 수 있었다. 동역학적 해석을 통하여 본 흡착 공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 따름을 알 수 있었으며, 입자 내 확산과 경계층 확산이 율속 단계에 거의 영향을 미치지 않았다. 열역학적 해석을 통해 흡착 과정이 발열이며, 비가역적 비자발적으로 수행되었다. 흡착량이 증가함에 따라 등량흡착열은 감소하는 경향을 보여 흡착제의 표면 에너지가 불균일함을 알 수 있었다.

Batch experiment studies were carried out on the adsorption of the major tar compound, 2-picoline, derived from the plant cell cultures of Taxus chinensis, using Sylopute while varying parameters such as initial 2-picoline concentration, contact time and adsorption temperature. The experimental data were fitted to the Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models. Comparison of results revealed that the Langmuir isotherm model could account for the adsorption isotherm data with the highest accuracy among the four isotherm models considered. From the analysis of adsorption isotherms, it was found that adsorption capacity decreased with increasing temperature and the adsorption of 2-picoline onto Sylopute was favorable. The kinetic data were well described by the pseudo-second-order kinetic model, while intraparticle diffusion and boundary layer diffusion did not play a dominated role in 2-picoline adsorption according to the intraparticle diffusion model. Thermodynamic parameters revealed the exothermic, irreversible and non-spontaneous nature of adsorption. The isosteric heat of adsorption decreased as surface loading ( ) increased, indicating a heterogeneous surface.

(게재일: 2019.04.01)
저생 미생물 연료전지(BMFC)는 바다나 호수의 뻘 속에서 저생미생물이 유기물을 분해하면서 발생시키는 전기를 이용한 연료전지다. 본 연구에서는 BMFC 전극으로 카본 소재를 발수 처리한 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 가스확산층(GDL)을 사용해서 성능이 높게 나오는 구동조건을 찾고자 하였다. 높은 저항 값을 갖는 외부저항을 사용했을 때 성능이 높았으며 바닷물에서 리드선의 부식에 의한 전극과 접촉저항 증가를 피해야 성능을 유지할 수 있었다. 기포 발생기를 사용해 최고출력밀도를 2배 이상 높일 수 있었고 최적 구동 온도는 였다.

A benthic microbial fuel cells(BMFC) is fuel cell using electricity produced by decomposing organic matter in a sea or a lake. In this study, we used a gas diffusion layer (GDL) of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) as a BMFC electrode to find out the operation conditions with high performance. The performance of BMFC was increased as resistance of external resistor increased. It was possible to maintain the performance by avoiding the increase of the contact resistance with the electrode due to corrosion of the lead wire in seawater. The bubble generator was able to increase the maximum power density by more than 2 times and the optimum operating temperature was .

(게재일: 2019.04.01)
본 논문에서는 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)의 구동 효율을 향상시키기 위한 최대 효율 제어 기법에 대해 제안한다. 제안된 기법은 전동기의 입력 전력이 최소가 되도록 Gradient Decent 알고리즘을 기반으로 하는 최적화 기법인 Adaptive 알고리즘을 통해 전류각을 조정한다. 제안된 기법을 통해 동손을 최소로 제어하는 기존 MTPA(Maximum Torque Per Ampere) 제어 방식 보다 구동 효율을 향상시킬 수 있으며 전동기의 제정수 오차에 강인하다. 1.7kW IPMSM의 모의실험을 통해 제안된 기법의 효용성을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 캐패시터-분할 타입 능동전력 디커플링 회로를 위한 전압제어 방법을 제안한다. 능동전력 디커플링 회로는 시스템에 필요한 커패시턴스를 낮추어 전해커패시터를 필름 커패시터로 대체하여 시스템 수명과 전력밀도를 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나 일반적으로 오픈 루프 제어방식의 전압제어 방식을 사용하여 파라미터 값의 변화에 민감하다는 단점을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 커패시터-분할 타입 능동전력 디커플링 회로를 위한 폐루프 제어 방법을 제안한다.


(게재일: 2019.11.22)
리튬 이온 배터리가 전기 자동차 및 다양한 어플리케이션에 적용됨에 따라 폐배터리의 수요 또한 증가하고 있다. 내부 화학적 상태가 상이한 배터리의 전기적 특성실험을 통해 파라미터를 선정할 수 있으며 전기적 특성 실험 전 후의 시간차에 따른 파라미터 변화를 반영하는 것이 필수적이다. 제조 공정과정의 파라미터의 측정값과 특성실험 후의 파라미터 재측정값을 비교함으로써 이를 3-D Kmeans Clustering 알고리즘에 반영하여 더욱 정밀한 셀 선별을 실시하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 전차원 관측기를 이용한 유도기의 센서리스 운전에서 제정수 오차가 제어 성능에 미치는 영향을 수식적으로 분석하였다. 주파수 응답 함수를 이용해 실제 자속과 추정 자속의 관계를 운전 속도와 슬립 주파수의 함수로 나타내었다. 적응(adaptive) 법칙을 이용하여 추정 속도를 수식에서 제거하였다. 또한 각오차가 존재하는 상황에서 전류 운전점 변화를 고려하여 슬립 주파수를 토크 지령으로 변환하였다. 결과적으로 모든 운전 속도와 토크 지령에 대해서 임의의 제정수 오차가 시스템의 안정도, 속도 오차 및 토크 오차에 미치는 영향을 계산할 수 있는 수식을 구하였다. 기존의 분석 방법들이 많은 시뮬레이션과 실험을 통해 제정수의 영향을 평가했던 것과 달리, 구해진 수식에 근거하여 계산을 통해 빠르게 주어진 센서리스 운전 방법을 평가할 수 있는 방법을 제공하였다. 제안된 분석 방법은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증되었다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 듀얼 벅 멀티레벨 컨버터의 일반화된 회로구성을 제안한다. 기존의 멀티레벨 컨버터는 스위칭 상태 전환시암(arm)의 단락을 의미하는 슛-스루(shoot-through) 문제가 존재하므로 데드 타임이 필수적으로 요구되지만 제안되는 듀얼 벅 멀티레벨 컨버터에서는 이러한 문제점이 해결된다. 본 논문에서는 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안되는 듀얼 벅 멀티레벨 컨버터의 효과와 유효성을 검증한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 교류전기철도의 불평형 부하로 인해 야기되는 3상 계통 전력의 불평형 특성을 저감하기 위한 제어 알고리즘을 제안하였으며, 전력보상장치 설계 및 이를 적용한 실험을 통해 성능을 검증하였다. 전기철도 시스템과 동일하게 3상 전압을 2개의 단상 전압으로 변환하는 스코트 변압기를 적용하였으며, M상과 T상 출력 단에 부하 및 3레벨 백투백 컨버터가 연계되어 구성된다. 백투백 컨버터는 M, T상의 불평형 부하 간 발생하는 유효전력의 차이를 실시간으로 감시하고 양방향 특성을 이용해 전력을 보상하는 역할을 수행한다. 백투백 컨버터의 유효전력은 동기좌표계 PI 제어를 통해 수행되며, DC 링크 전체 전압 및 밸런싱 제어는 시스템의 응답성 향상을 위해 M, T상 컨버터가 공동으로 분담하여 제어한다. 제안된 전력보상장치의 성능 확인을 위해 M상 5kW, T상 1kW 불평형 부하가 연계된 조건에서 시뮬레이션 및 실험을 진행하였으며, 실험 결과 전력보상장치의 동작 후 3상 전류의 불평형률이 65.04%에서 6.38%로 58.66% 저감되는 것을 통해 본 논문에서 제안하는 전력보상장치의 우수한 성능을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
화학공정에서 발생되는 이산화탄소의 제거를 위하여 대표적으로 화학적흡수법이 산업적으로 사용된다. 화학적흡수법에 의한 이산화탄소의 제거를 위한 신공정의 개발을 위하여 다양한 흡수제를 복합적으로 사용하는 신흡수제가 개발되고 있다. 하이브리드 형태의 신흡수제를 이용한 신공정설계에 흡수제 혼합물의 열역학적 데이터는 공정의 설비비용과 운전비용 절감에 필수적이다. 본 연구에서는 Diisopropanolamine (DIPA)와 N-Methyldiethanolamine (MDEA)을 혼합한 Water+DIPA, DIPA+MDEA 이성분계와 Water+DIPA+MDEA 삼성분계 혼합물의 밀도를 측정하였다. Anton Paar DMA 4500 M를 이용하여 303.15 K~333.15 K의 온도에서 혼합물의 전체 조성범위에 대한 밀도를 측정하였다. 측정된 혼합물의 밀도를 이용하여 과잉부피를 계산하였다. 측정된 과잉부피는 Redich-Kister-Muggianu식으로 상관하여 이성분계에 대한 Redlich-Kister-Muggianu 매개변수를 얻었으며, 삼성분계에서는 한 개의 추가적인 매개변수를 이용하여 삼성분계의 과잉부피를 상관하였다. 측정된 모든 계의 전체 조성에서 과잉부피는 음의 값을 가졌으며 이는 모든 계에서 잘 혼합됨을 의미한다.

For the removal of carbon dioxide from the chemical process, a chemical absorption method is typically used industrially. Development of new processes for the removal of carbon dioxide by the chemical absorption method has been developing new absorbents by using various absorbents. Thermodynamic data of the sorbent mixture in the new process design using hybrid absorbent is essential to reduce the equipment cost and operating costs of the process. In this study, densities of water+diisopropanolamine (DIPA), DIPA+MDEA(Methyldiethanolamine) binary systems and Water+DIPA+MDEA ternary system were measured over the full range of composition at temperatures from 303.15 K to 333.15 K by using an Anton Paar digital vibrating tube densimeter (DMA4500). The experimental excess volumes have been obtained from the experimental density results and have been fitted using the Redlich-Kister-Muggianu expression. The parameters obtained from the binary excess volume data were used for the correlation of ternary system with one additional ternary parameter for each isotherm. All investigated binary and ternary systems are completely miscible, because the values of excess volume are negative under the examined conditions.

(게재일: 2019.04.01)
국제 핵융합실험로(ITER)를 위해 한국이 제작, 시험, 설치 및 시운전을 하기로 되어 있는 CS(Central Solenoid) 초전도 자석용 전원장치의 시험 및 그 결과에 관하여 논의하고자 한다. 토카막 운전에서 플라즈마 발생 및 제어를 위한 대전류, 고전압, 270 kA 단락 용량 및 4상한 운전 특성을 갖는 45 kA/1050 V의 12펄스 싸이리스터 AC/DC 컨버터 및 제어기를 제작완료하였으며, ITER 부지로 운송하기 전에 공장의 전원 및 부하용량을 고려하여 시험절차서를 개발하였으며, 공장시험(FAT, Factory Acceptance Test)를 진행하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 Discontinuous Conduction Mode(DCM) 플라이백 컨버터로 생성한 고전압 펄스를 스파크 갭으로 펄스 상승 시간을 줄이는 방법에 관하여 다룬다. 이러한 방법으로 생성된 빠른 상승률 특성을 가지는 고전압 펄스 전원장치는 친환경 가스 처리 분야에 사용할 수 있다. 기존 스태킹 구조의 펄스 전원 장치는 많은 수의 스위치들과 에너지 저장 소자가 필요하므로 부피가 커지고 제조 단가가 증가하는 반면, 분 논문에 제안된 전원 장치는 구조를 단순화하여 전체 시스템의 소형화 및 제조 단가를 낮춘 점을 특징으로 한다. 제안된 설계 토폴로지는 플라이백 변압기 2차 측에 다이오드의 사용 유무에 따라 두 개의 변형된 회로로 응용 가능 하다. 변압기 2차측에 다이오드를 사용하면, 음의 성분 없이 깨끗한 고전압 출력 펄스를 만들 수 있지만 사용한 다이오드의 전압 정격을 고려해야 한다. 다이오드를 사용하지 않는다면, 고전압 출력 펄스에 음의 성분이 발생하지만 비용과 부피를 최대한 줄일 수 있다. PSIM 시뮬레이션을 사용하여 제안하는 전원 장치의 23kV, 0.5 ㎲, 10 ns rising time의 출력 펄스 발생 성능을 검증하고, 다이오드 사용에 따른 출력 펄스의 차이점을 비교하였다.


(게재일: 2019.11.22)
펄스폭 변조 기법 (Pulse width modulation)을 사용하는 단상 인버터의 출력은 기본주파수 성분만이 아니라 고조파의 성분을 포함하고 있기 때문에 고조파 저감을 위한 필터의 사용이 필연적이다. LCL 필터는 기존의 L이나 LC 필터에 비해 시스템의 크기와 부피를 줄이며 동시에 전류 리플 감쇠 효율 등의 필터 성능이 뛰어나 최근 사용이 증가하는 추세이다. 본 논문에서는 LCL-필터의 인덕터에 알루미늄 권선을 적용하기위해 커패시터의 직렬 댐핑 저항과 더불어 인덕터의 권선 저항 또한 추가하여 필터의 전달함수를 고려하였다. 알루미늄은 구리 보다 전도율이 낮아 저항이 크지만, 구리에 비해 가볍고 가격이 저렴한 장점이 있다. 이를 계통 연계형 인버터에 적용하기 위해, 인덕터의 저항 성분 차이에 따른 댐핑(damping) 효과를 시뮬레이션을 통해 분석하였고 구리 권선과 알루미늄 권선을 사용한 인덕터를 각 제작하여 500 W 급 하드웨어 실험을 통해 전력변환장치에서의 알루미늄 권선 인덕터 적용 가능성을 확인하였다.


(게재일: 2019.11.22)
절연형 전력변환기에서 사용되는 고주파 변압기는 반도체 소자의 스위칭 시간, 전압 강하, 게이트 신호의 불균형 등으로 인해 변압기의 양과 음의 전압-시간(volt-second)에 차이가 발생할 수 있다. 본 논문은 절연형 풀브리지 타입 전력변환기에서 DC 성분에 의한 변압기 코어의 포화문제를 방지하기 위해 사용되는 DC 블로킹 캐패시터(DC blocking capacitor)의 설계 방법에 대해 분석하고 실험을 통해 증명한다.


(게재일: 2019.11.22)
영구자석 동기 전동기는 높은 효율과 전력 밀도 등의 장점때문에 자동차나 엘리베이터 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 영구자석 동기 전동기의 구동에는 여러가지 이유로 인해 고조파 토크 리플이 존재한다. 이러한 토크 리플은 속도 리플을 유발하여 소음이나 진동의 원인이 되며, 그 분포가 전동기의 구조나 운전점에 따라 변화하기 때문에 제어 성능에 매우 큰 영향을 준다. 본 연구에서는 영구자석 동기 전동기의 운전점에 따라 변화하는 토크 리플을 상쇄하기 위해 주입할 최적의 고조파 토크를 실시간으로 추적하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 속도 제어 중 토크 리플에 의해 발생하는 속도 리플을 적분하여 평가지표로 삼고, 속도 리플이 감소하는 방향으로 주입할 고조파 토크의 크기와 위상을 조정한다. 이 방법은 제정수 추출이나 회전자의 위치 별 토크 테이블 없이 운전 조건의 변화에 따라 토크 리플의 최적 보상점을 추적한다는 장점이 있다. 제안된 방법의 효과는 시뮬레이션을 통해 검증되었다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 Modular Scalable Inverter System에서 큰 부피를 차지하는 인덕터를 저감하기 위한 방법을 제안한다. 최근 전력분야에서는 모듈형 전력변환 시스템을 사용함으로써 다양한 시스템에 필요한 전력을 공급하여 효율을 증가시키고 신뢰성을 높이는 방법들이 대두되고 있다. 하지만 모듈을 병렬로 사용하는 경우에는 모듈 간에 흐르는 순환 전류가 발생하게 된다. 이런 순환전류는 부하로 전력을 공급하지 않기 때문에 시스템 효율을 떨어트리고 전류제어 및 부하 분담을 방해한다. 따라서 병렬형 인버터에는 출력에 순환전류 저감을 위한 인덕터를 사용해야 한다는 단점이 있다. 모듈형 전력변환 장치에서 큰 크기의 출력 인덕터는 시스템 사이즈를 늘리고 비용을 증가시키고 전력밀도가 낮아지게 된다. 따라서 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) 기반 인버터와 순환전류 저감 알고리즘을 사용하여 고속 스위칭을 함으로써 동일한 순환전류 저감 성능을 확보하지만 출력 인덕터의 크기를 줄이는 방안을 제시한다.


(게재일: 2019.11.22)
이 논문은 이관성 시스템에서 능동 외란 제거 제어(Active Disturbance Rejection Control, ADRC) 기반의 진동 저감 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 축소 차원 ADRC를 기반으로 구성하였다. ADRC 이론에 기반한 제어 이론은 전체 토크 중 전동기 측의 관성 모멘트에 대한 토크를 제외한 모든 토크를 외란 성분이라 설정한다. 외란에 대한 가속도 성분을 전체 외란(Total Disturbance)이라고 설정하고, 이를 추정하여 보상한다. 축소 차원 ADRC의 차수가 낮아서, 축소 차원 ADRC의 대역폭을 기존 ADRC의 대역폭보다 크게 설정할 수 있다. 그리고, 증가한 이득과 실질적인 구현을 고려하여, 이산 시간 영역에서 설계하였다. 제안된 알고리즘의 안정도를 확보하고, 성능을 높이기 위하여, 추정하는 제정수의 값을 실제 값보다 작게 설정하였다. 제안한 방법은 기계시스템의 공진에 의한 영향을 감쇄시킬 수 있다. 제안한 방법을 검증하기 위해, 시뮬레이션과 실험을 수행하였다.


(게재일: 2019.11.22)
최근 신재생 에너지와 ESS와 같은 분산 전원의 사용이 점차 늘어나면서, 이들을 제어하는 전력 변환 장치에 대한 기대치는 점점 상승하고 있다. 특히 DC 1500V에 대한 요구 및 고 효율, 고 전력밀도에 대한 요구는 최근 Wide band gap 소자의 발전과 함께 산업계 전반에 주요한 이슈이다. 본 논문은 이러한 요구를 만족하기 위한 Hybrid ANPC의 설계를 논하도록 한다. 구성의 정합성을 확인하기 위해, 손실 분석이 진행될 것이며, 최근 SiC 모듈의 발전 방향인 Press-fit type의 설계에 맞춰 Power PCB 설계를 위한 모의 실험을 진행한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 외부 환경에 따라 변화하는 태양광 발전의 간헐적 특성을 보완하기 위하여 ESS(Energy Storage System)를 연계하는 시스템을 구현하였다. 또한 태양광 발전의 출력에 따라 태양광 발전과 연계된 ESS를 이용하여 야간에 저장된 에너지를 방전하여 태양광 발전 출력을 일정하게 유지하는 태양광 발전의 일정 출력 추종 알고리즘을 제안하여, 태양광 발전의 간헐적 특성을 보완하였다.


(게재일: 2019.11.22)
최근 다양한 어플리케이션에서 리튬 이온 배터리가 사용됨에 따라 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 전기 자동차(Electric Vehicles; EVs) 및 에너지저장장치(Energy Storage Systems; ESSs) 등의 개발로 대형 배터리 시스템이 요구되고 있으며, 이의 해석이 요구되고 있다. 본 논문에서는 18650 원통형 셀로 구성된 14S20P 배터리 모듈의 노화에 따른 전기적 특성 및 열 거동 변화를 분석하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 3상 다이오드정류회로로 구성된 AC-DC 컨버터, 그리고 인버터로 구성된 고용량 교류전동기의 구동시스템에 있어서 돌입전류제한용 저항과 직류링크 과전압방지용 회생저항의 2가지 기능을 하나로 묶은 하이브리드 저항을 이용한 직류링크회로와 이에 대한 시퀀스제어를 제안한다. 이를 통해 기존 직류링크회로에 비하여 가격경쟁력을 갖추고 돌입전류 및 과전압을 효율적으로 제어할 수 있도록 하고, 시뮬레이션해석을 통하여 이에 대한 유효성을 검증한다.


(게재일: 2019.11.22)
E-mobility 어플리케이션의 구동 전원 사용되는 리튬이온 배터리의 온도 특성 반영은 필수적이다. 본 논문에서는 고용량 배터리팩의 온도에 따른 전기적 특성을 확인하기 위해 전기적 특성 실험을 수행하였다. 또한, 고용량 배터리팩의 안전성 및 최적 운용을 위해 전기적 특성 실험 기반 온도에 따른 특성 인자인 셀 간 전압 편차, 용량, SOC별 내부저항의 비교분석을 수행하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 연료 전지 전기 자동차에 맞는 새로운 전력 변환 시스템을 제안한다. 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 배터리와 같이 구성하여 에너지 저장 불가능, 느린 응답 속도, 낮은 전력 밀도와 같은 연료 전지의 단점을 해결할 수 있다. 하지만 기존의 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 두 개의 DC/DC 컨버터를 사용하여 연료 전지와 배터리를 함께 구성함으로써 두 개의 인덕터 개수로 인해 비용이 증가하고 전력 밀도가 낮다는 단점이 있다. 제안하는 전력 변환 시스템은 한 개의 인덕터, 추가적인 스위치와 다이오드를 사용하여 연료 전지와 배터리를 하나의 컨버터로 구성한다. 따라서 기존에 비해 인덕터 개수가 감소함으로써 경제적이고 높은 전력 밀도 달성할 수 있으며, 스위치의 on/off 동작에 따라 승, 강압 동작이 가능하기 때문에 더 많은 연료전지와 배터리의 전압 조건 상황에서 동작할 수 있다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 자동차 쿨링팬용 스위치드 릴럭턴스 전동기(이하, SRM) 설계 및 성능 비교에 관한 논문으로 기존의 유니버설 및 브러쉬리스 전동기를 대체하기 위해 3상 6/4극 및 12/8극 그리고 4상 8/6극 SRM을 설계하였으며 성능을 비교를 통해 적용 및 대체 가능성을 검증하였다. 각 구조의 성능은 시뮬레이션을 통해 성능을 예측하였으며 예측된 성능을 시험을 통해 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
현대 산업기기의 큰 비중을 차지하는 전동기는 벡터 제어를 위해 각도 정보를 필수적으로 요구한다. 따라서, 엔코더와 권선형 레졸버 그리고 릴럭턴스 레졸버와 같은 많은 각도 센서가 활발히 사용되고 있다. 센서리스와 같이 센서를 이용하지 않고 각도를 추정하는 연구도 많이 진행되고 있지만, 높은 안정성을 요구하는 시스템에서는 여전히 각도 센서가 주를 이루고 있다. 각도 센서 중에서 높은 정확도와 안정성 그리고 내구성을 가지는 레졸버가 각광받고 있으며, 특히 릴럭턴스 레졸버(Variable Reluctance Resolver)가 많이 사용된다. 본 논문은 전동기의 제어 성능과 안정성을 높이기 위한 고성능 레졸버 설계의 내용을 담고 있으며, 기존의 릴럭턴스 레졸버와 달리 레졸버 고정자의 치폭을 변조하여 각도 오차를 줄이는 내용을 다루고 있다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 리툼이온 배터리의 화재로 이어질 수 있는 전기적 위협(Electrical abuse) 상황 중 외부단락 상황을 재현하였다. 배터리의 초기 온도상태(60℃, 50℃, 25℃, 15℃)와 외부단락 상황에서 배터리의 최대 발열량과의 상관관계를 분석하였다. 초기온도 60℃ 보다 50℃에서 가장 큰 발열량을 보였다. 초기온도 60℃에서 더 큰 단락전류가 측정되었으나 전류가 인가되는 시간은 50℃에서 더 길어 단락실험간 최대 발열은 온도상태 50℃에서 최대 온도 117℃로 가장 크게 측정되었다.


(게재일: 2019.11.22)
DC마이크로그리드에서 양방향 컨버터를 통한 계통과 배터리간의 전력교환은 계통연결 시 배터리를 충전시키고 계통분리 시 배터리를 통해 독립운전을 하는 양방향 동작의 형태로 수행된다. 이러한 운전모드 전환시 과도 오차를 줄이기 위해 무순단 절체 기능이 필요하다. 본 논문에서는 무순단 절체를 위해 전류 제어기를 공유함으로 발생하는 전압제어기 포화를 방지하는 하이브리드 안티와인드업 기법을 제안한다. DC마이크로그리드 시스템으로 구현해, 시뮬레이션을통해 기존방식과의 비교하고 제안한방식의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
PV 계통연계형 시스템은 N대의 PV 스트링 Power optimizer와 1대의 인버터로 구성되며 초기 운전 시 인버터 보조전원에 전력을 공급하기 위한 Power optimizer의 DC링크 전압제어 운전 모드가 요구된다. 본 논문에서는 DC링크의 전압제어가 가능한 스트링 Power Optimizer의 start-up 제어기법을 제안한다. 제안하는 제어기법은 추가회로 없이 초기구동 시에 DC-Link의 전압을 서서히 원하는 전압으로 제어할 수 있는 장점을 갖는다. 또한 제안하는 start-up 시퀀스로 제안하는 제어기법을 검증하기 위한 6.25kW 시작품의 시험결과로 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
3-Level 부스터 컨버터는 기존의 부스터 컨버터에 비해 인덕터의 크기를 줄이고, 더 낮은 전류리플을 취할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 스위치의 동작은 Duty가 0.5 이상과 이하일때에 따라 달라진다. 이에 본 토폴로지의 제어기를 설계하기 위해서는 Duty가 0.5 이상일때와 이하일때의 두가지 경우의 상태로 토폴로지를 분석한 뒤 소신호 모델링을 할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 경우에 따라 두가지의 상태 평균화 방정식을 세우고, 이를 비교한뒤 소신호 모델링을 통해 제어기를 설계한다. 또한 상단과 하단 커패시터에서 생기는 전압 불균형을 개선하기 위해 Duty를 보상하여 전압 불평형을 개선하는 제어 방법을 제안한다. 제안된 컨트롤러는 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증된다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 모드 유지 알고리즘이 적용된 직류 배전용 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 모듈형 운전 제어 기법에 관해 제안한다. 모드 유지 알고리즘은 설정된 방전 깊이(Depth of Discharge, DoD) 내에서 계통의 전력 수요 및 공급의 변화가 생긴 경우에 수시로 변화하는 충/방전 모드의 변경을 제한하는 알고리즘이다. 이를 통해 ESS의 가용 용량을 최대한 사용 가능하며, 계통의 전력 공급 및 부하 수요에 따라 계통의 동작 상태를 결정할 때 도움을 줄 수 있다. 제안한 알고리즘은 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 GaN 디바이스를 사용하는 전력변환장치에서 Pick-up coil을 PCB 패턴으로 구현하여 전류를 측정하는 기법에 관하여 제안한다. 기존에 사용되는 PCB 패턴 코일 구조의 경우 PCB 이중층만 구성하여 관통 홀이나 추가공정이 필요함에 비해 본 논문에서 제안한 PCB 패턴 코일 구조의 경우 다층기판을 사용하여 코일을 구성함으로서 기존의 패턴에 비해 높은 상호 인덕턴스 값을 가지게 되고, 코일의 출력 전압값이 높아져 더 높은 감도를 가지게 된다. 또한 PCB 외부의 추가적인 공정 작업이 없이 구성이 되었다. 전류 측정은 코일 뒷단에 적분기를 통합하여 구성하였으며, 시뮬레이션을 통해 전류 측정 성능을 검증한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 직렬 연결된 스위칭 소자에서 발생할 수 있는 전압 불평형의 원인을 분석하고 이를 제거할 수 있는 능동 게이트 구동 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 스위치의 턴오프 경로에 트랜지스터를 추가하여 전압 불평형 정도에 따라 각 소자의 스위칭 속도를 조절함으로써 전압 불평형을 제거한다. 제안하는 방법의 확인을 위하여 SiC MOSFET을 이용한 전력변환회로를 대상으로 모의실험을 실시하였고, 제안하는 방법이 전압 불평형의 제거에 효과적임을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 DQ 변환을 적용한 직렬-병렬 공진형 무선 전력 전송 시스템의 동기 좌표계 모델을 제안한다. 무선 전력 전송 시스템은 일반적으로 급전 측과 집전 측에 단상 전류가 흐르기 때문에 제어에 어려움이 있다. 따라서 정상 상태의 전압 및 전류의 수식을 이용하여 부하에 전달되는 전압 및 전류의 크기를 제어하는 경우가 많다. 따라서 과도 상태의 전압 및 전류의 동특성이 원하는 특성과 다르게 나타날 수 있다. 본 논문에서는 직렬-병렬 공진형 무선 전력 전송 시스템의 단상 전압 및 전류를 DQ 변환하여 과도 상태 및 정상 상태의 전압 및 전류의 동특성을 해석할 수 있는 등가 회로 모델을 제시한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 수치 해석적 연산을 통해 자계결합형 무선전력전송 시스템의 자계결합계수의 연산 방법을 제안하였다. 한 변의 길이가 각각 20cm, 10cm인 정사각 루프타입 공진기 간의 자계 결합계수를 산출하고, 이를 시뮬레이션을 통해 추출된 값과 비교하여 제안된 연산 방법의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
이 논문은 무선 전력 전송을 이용하는 마우스의 급전 패드와 리시버 설계 방법을 제안한다. 마우스의 급전 패드는 코일의 턴간 간격을 불균등하게 조절하여 균일한 자기장을 급전 패드 상에서 얻게 하며, 집전코일은 급전코일과 비교해 크기가 작기 때문에 낮은 결합계수와 품질계수를 가져 원하는 전압을 얻기 어려운데 이를 위해 PCB 코일을 멀티레이어로 제작하고 PCB 패턴의 폭을 조절하여 높은 인덕턴스를 갖게 설계한 후 유한요소해석을 통해 설계한 시스템을 시험했다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 에너지 절약을 위한 특정 상업용 에너지 저용량 에너지저장시스템 모델 개발 및 연구를 수행하였다. 저용량 에너지저장시스템은 피트니스센터의 스피닝 기계에의 적용을 목적으로 하고 있으며 제안하는 시스템은 BLDC모터, Rectifier, DC-DC Coverter, Controller, Battery 로 구성되어 있다. 본 논문에서는 각 구성요소간의 직병렬 연결을 통하여 저용량 에너지저장시스템의 효율적인 운영방안을 제시한다. 제안하는 저용량 에너지저장시스템은 시뮬레이션을 통하여 모델링 및 결과 분석을 진행하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 마이크로그리드 시스템의 기존 교류 배전망에서 전력 전송 손실을 개선하기 위해 직류 배전망으로 설계하면서 전력을 저장하는 배터리부와 상기 배터리부로부터 LVDC망 전압을 사용자가 설정 및 설계한 전압에 대응하며 유지하기 위한 양방향 DC/DC 컨버터에 대해서 연구하였다. 기존에 사용하던 방식과는 다르게 슈퍼캐패시터를 추가하여 고속, 고출력의 충방전을 할 수 있으며, 이러한 특징으로 인하여 전력품질 개선과 비상시 전력을 공급할 수 있는 장접을 갖게 되었다. 제어기는 PI 제어기를 적용하였으며, PWM 게이팅 신호를 만들어 스위칭 소자를 제어하였다. 매트랩 시뮬링크를 이용하여 양방향 DC/DC 컨버터의 회로를 설계하고 구동 알고리즘을 적용해서 시스템을 구성하여, 슈퍼캐패시터를 이용한 양방향 DC/DC 컨버터의 역할 가능성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 양극성 저압 직류배전망 구성을 위한 커플드 인덕터를 활용한 인터리브드 전압 밸런서의 소신호 분석 및 제어기 설계를 제안한다. 커플드 인덕터를 활용한 인터리브드 구조의 전압 밸런서는 출력 캐패시턴스 및 전체 인덕턴스를 줄일 수 있는 이점 있으나, 결합계수 및 인터리브드 입력으로 인한 회로 분석의 어려움이 존재한다. 본 논문은 이를 해결하기 위해 커플드 인덕터 등가회로를 통한 인덕턴스 결합 분석 및 제어 입력의 평균 계산법을 적용하여 소신호 모델링을 진행하고 제어기를 설계하였으며 이를 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 3상 동기발전기의 과도 특성을 분석하기 위해 MATLAB/ SIMULINK를 이용하여 모델링하였으며 동기발전기 출력단의 개방 및 3상 단락 회로 조건에 따른 특성곡선을 분석하였다. 정상상태, 과도상태 및 차과도상태 구간에서 고정자 권선, 회전자 권선 및 댐퍼 권선 등이 갖는 자기 인덕턴스 및 상호 인덕턴스 특성 관계와 자속 변화특성 등을 수학적 모델 기반의 소신호 모델링을 통해 3상 동기발전기를 등가적으로 모델링하였다. 시뮬레이션을 통해 얻은 값에 의해 과도상태와 차과도상태의 모터 데이터를 분석하고 단락상태의 시간 상수를 계산하여, 동기발전기의 3상 단락 조건에서 초기 과도 및 과도상태의 특성을 검증하였다.최종적으로, 이론적 공식에 의해 계산 된 동기 발전기의 파라미터는 시뮬레이션 결과와 일치하며 오차는 2 % 범위 내에 있다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 MMC-HVDC 시스템을 위한 서브모듈 시험회로를 제안한다. 서브모듈 시험회로는 MMC-HVDC 서브모듈의 신뢰성을 확보하기 위해 필요하며 서브모듈 시험회로는 2 고조파 성분과 DC 오프셋 성분을 가지는 암 전류를 모사하면서 서브모듈 커패시터 전압을 일정하게 유지해야한다. 제안하는 서브모듈 시험회로는 시험회로의 인덕턴스를 줄이기 위해 5 레벨 컨버터를 사용하여 암 전류를 모사하며 시뮬레이션을 통하여 시험회로의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 ADALINE (Adaptive-Linear-Neuron) 구조의 ANN(Artificial Neural Network)을 이용한 3상 PWM 컨버터의 개방고장 진단 방법에 대해 제안한다. 3상 PMW 컨버터에서 스위치의 개방고장이 발생한 경우 보호회로에 의해 시스템이 중단되지 않으며, 개방고장으로 인한 상전류의 고조파와 직류 성분에 의해 주변 기기에 고장에 의한 파급효과가 나타날 수 있다. 이에 본 논문에서는 ADALINE을 이용하여 각 상의 THD(Total Harmonics Distortion)와 직류 성분 얻고 대소비교를 통해 개방고장이 발생한 스위치를 진단하는 방법에 대해 제안한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 높은 스위칭 주파수에서의 SiC HEMT의 병렬 운전을 다룬다. 이를 위해 300 V/600 A SiC HEMT을 이용한 병렬 풀브릿지 시스템을 설계하고 검증한다. 병렬 운전시 발생하는 전류 불균형을 제한하기 위해 병렬 소자간 인덕턴스를 설계한다. 또한 최대 순시 손실을 계산하여 이를 방열할 수 있는 냉각 시스템을 구성한다. 더블 펄스 시험을 통해 설계된 시스템의 동적(dynamic) 전류 균형과 정적(static) 전류 균형을 평가한다. 60 kHz 스위칭 주파수에서의 500 Hz 600 A 교류 제어 실험을 통해 제어 성능과 순시 손실을 검증한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 유연전극의 플라즈마 반응을 위한 고효율 전원장치에 대한 연구이다. 유연전극은 저온 플라즈마 방전으로, 수 kV의 AC형태의 고전압 및 소전력 구동 사양이 요구된다. 상용전원을 사용하는 유연전극용 고전압 전원장치는 AC-DC, DC-AC로 변환이 가능한 2단 구조를 갖는다. 1단은 낮은 전력에서 높은 효율을 달성 할 수 있는 CrM(Critical Conduction Mode) PFC와 전부하 영역 소프트 스위칭을 통해 고효율 달성이 용이한 LLC 공진 컨버터를 사용하였다. 유연전극은 사양에 따라 커패시턴스가 달라진다. 따라서, 본 논문에서는 유연전극 사양에 따른 공진 주파수의 최적화를 통해서 유연전극의 플라즈마 반응 및 특성 시험을 위해 고효율 전원장치를 구성하였다. 실험을 통해서 유연전극용 고효율 전원장치를 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 전기차량용 Onboard Charger(OBC)의 3병렬 운전시 3개의 단상 PFC와 3상 PFC 두가지 입력단 PFC 토플로지에 대하여 비교 및 분석을 진행하였다. 9.9kW급 OBC에서는 입력단 전원을 3상 전원으로 사용하여야 하기 때문에 PFC단에는 단상 PFC 3개를 모듈화하여 병렬로 사용할 수도 있고 3상 PFC를 하나로 구성할 수 있다. 각 토플로지 방식에서 인덕턴스 입력전류리플, DC단 커패시터 전류리플 등 면에서 이 두가지 구성방식에 대하여 비교분석을 진행하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 GaN 트랜지스터를 적용한 토템폴 PFC(Power Factor Correction)의 디지털 구현을 위한 방법을 제시한다. 특히, GaN 트랜지스터의 낮은 역회복 특성으로 토템폴 PFC의 연속 연속 모드 동작을 가능하게 한다. 토템폴 PFC는 고속 스위칭을 하는 레그를 GaN 트랜지스터를 사용하고, 라인 주파수로 스위칭 하는 레그는 일반적인 MOSFET을 사용하게 된다. 구조적으로 토템폴 PFC는 제로 크로싱에서 전류 스파이크 문제가 발생한다. GaN 트랜지스터는 전류 스파이크에 취약하기 때문에 최소화되어야 한다. 따라서, 본 논문은 디지털 구현에 있어 제로 크로싱에서 소프트 스타트 구현을 통해 이 문제를 최소화 하고, 모의실험을 통해 디지털 구현의 타당성을 입증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 친환경자동차용 저전압 DC-DC 컨버터(Low-voltage DC-DC converter, LDC)의 고전력밀도 달성을 위한 스위칭 주파수 선정 및 구조 설계 방법을 소개한다. 위상천이 풀-브릿지(Phase-Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터의 손실 분석을 통해 스위칭 주파수 700kHz 선정하였으며, 냉각수 온도 65℃, 분당 8리터의 유량 기준으로 소자 온도가 110℃ 이내로 관리 되도록 고려하여 구조 설계를 수행했다. 온도 조건을 만족하면서 8kW/L의 높은 전력밀도를 달성하였으며 입력전압 200V-310V, 출력전압 12.8V-15.1V의 전압 범위를 만족하는 1.8kW 최종 시작품을 제작하여 실험으로 검증하였다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터에서 시스템을 안정시키기 위해 피드백 경로에 2차 저역 통과 필터(LPF)를 사용하였을 때 LPF의 감쇠비에 따른 응답특성을 분석한다. 계통연계형 인버터에서 LCL 필터를 사용할 때 필터의 공진 현상으로 인해 시스템은 불안정해지기 때문에 시스템을 안정화 시킬 수 있는 기법이 필요하다. 피드백 경로에 LPF를 사용하면 시스템은 안정해 질 수 있지만. 2차 LPF의 감쇠비와 자연주파수에 따라 응답 특성이 바뀌게 된다. 따라서 감쇠비에 따른 시스템 안정도를 시뮬레이션을 통해 확인한다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문에서는 DC 배전 시스템을 위한 새로운 다중 모드 단일 인덕터 회로를 제안한다. 제안하는 컨버터는 벅 컨버터에 배터리 스위칭 셀이 병합된 구조로서, 단일 인덕터를 사용하여 두 개의 출력 제어가 가능하다. 기존의 회로와 비교해보았을 때, 전체 소자수가 증가하였음에도 불구하고 감소한 인덕터 개수로 인해 전체 시스템의 가격 저감에 효과적이며 높은 전력밀도를 달성할 수 있다.


(게재일: 2019.11.22)
국내 수상태양광 발전시스템에 대한 연구는 2010년 정부의 지원을 통해 본격적으로 시작되었으며 주요 연구 내용은 수상용 태양광 모듈, 수상 태양광발전 시스템 설계, 부유체 안전 기술 및 실증과 같은 형태로 진행되었으며, 주요 성과로 육상 대비 5~10%의 발전량 향상 검증, 수상 태양광모듈 개발, 수상태양광 부유체 설계 등이 있었고, 수상태양광설비의 가격이 육상 대비 높았던 것을 고려하여 2015년 수상태양광설비의 REC 가중치가 1.5로 신설됨에 따라 수상태양광설비의 보급이 증가하는 계기를 맞이하였다. 국내 저수지 및 댐을 관리하는 한국농어촌공사 및 한국수자원공사가 수상태양광 보급에 주요한 역할을 하고 있다. 본 논문에서는 2019년 8월 부터 시작된 한국농어촌공사가 관리하고 있는 수상 태양광설비에 대한 현장조사 내용을 공유하고자 합니다.


(게재일: 2019.11.22)
본 논문은 계통과 연계하여 운전하거나 계통사고시나 의도적인 단독 운전이 필요한 경우 계통과 분리하여 운전하기 위한 UPQC(Unified Power Quality Conditioner)를 기반으로 하는 인버터를 제안한다. UPQC 기반의 인버터는 계통 연계시에 과전압, 저전압 등의 계통 전압의 변동이 발생 했을 시 이를 보상하여 부하에 전달되는 전력의 품질을 유지 할수 있다. UPQC의 개념에 대하여 설명하고, 계통 연계시의 전압 보상, 단독 운전시의 시퀀스에 대하여 설명하고, 이를 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2019.11.22)