유도전동기의 저속영역 센서리스 제어에 관한 연구

허재정 한국해양대학교 대학원 2020 국내박사

In order to detect the speed of an induction motor, a speed detector such as an encoder has been mainly used in the rotor, but a sensorless speed control method without a speed detector has been widely studied due to constraints such as installation environment, reliability, and price. In addition, most sensorless vector controls show a relatively good control result in the high speed region, but show a tendency of deterioration of control characteristics in the low speed region. In this paper, we propose a new control system by combining indirect vector control using spatial vector modulation with sensorless speed control using AFE rectifier and current error compensation. The AFE method can control harmonics included in the input power by actively controlling the input current of the AC power, and have the characteristics of making power excellent quality by controlling the power factor of the input voltage and current. In the sensorless speed control method using current error compensation, a stator voltage is applied to reduce the stator current difference between the induction motor and the modified model so that the speed of the induction motor follows the speed of the model. It is a method controlling the speed of induction motors indirectly by making the current difference between the induction motor and the mathematical model close to zero without controlling the speed directly. In this paper, an improved space vector modulation method in which less harmonics are included in current and torque than conventional hysteresis control and triangular wave comparison modulation, switching cycle is reduced by 1/2 compared to conventional space vector modulation. And the computational structure is so simple that it can be easily implemented in low-cost controllers. In addition, this study focuses on the practicality of robustness against parameter variation and dynamic characteristics improvement from very low speed to low speed, which is a problem of the conventional sensorless speed control algorithm. In order to verify the applicability of the proposed algorithm and system, the response characteristics of the indirect vector control using the modified SVPWM using the AFE rectifier and the 2.2[kW] induction motor were analyzed through computer simulation and experiments. As a result, It is confirmed that the excellent input current is supplied and the speed response and load characteristics of the induction motor are excellent even in the extremely low speed range and the low speed range. 유도전동기의 속도를 검출하기 위해서는 회전자에 엔코더 등의 속도 검출기가 주로 사용되어 왔지만 설치환경, 신뢰성 그리고 가격 등의 제약으로 인하여 속도검출기가 없는 센서리스 속도제어 방식이 폭 넓게 연구되고 있다. 또한, 대부분의 센서리스 벡터제어는 고속영역에서 비교적 양호한 제어 결과를 얻을 수 있지만 저속영역에서는 제어특성이 저하하는 경향을 보여 주었다. 본 논문에서는 AFE 정류기와 전류오차보상법을 이용한 센서리스 속도제어법에 공간벡터변조방식을 이용한 간접벡터제어를 결합하여 새로운 제어시스템을 제안하였다. AFE 방법은 교류전원의 입력전류를 능동적으로 제어하여 입력 전압과 전류에 포함된 고조파를 감소시킬 수 있고 입력전원의 역률을 제어하여 전력의 품질을 향상시키는 특성을 가진다. 전류오차보상에 의한 센서리스 속도제어법은 유도전동기와 수식모델의 고정자 전류차이가 감소하는 방향으로 고정자 전압을 인가함으로써 유도전동기의 속도가 설정치인 모델의 속도를 추종하도록 하는 방식으로 직접 속도를 제어하지 않고 실제 유도전동기와 수식모델의 전류차이를 0에 가깝게 함으로써 간접적으로 유도전동기의 속도를 제어하는 방법이다. 본 논문에서는 기존의 히스테리시스 제어와 삼각파 비교 변조 방식에 비하여 전류와 토크에 포함된 고조파가 적고 기존의 공간벡터변조방식보다 스위칭 주기가 1/2로 감소하여 스위칭 손실이 감소되며, 계산시간을 크게 줄일 수 있어 연산 구조가 매우 간단하기 때문에 저가의 제어기에서도 손쉽게 구현이 가능한 개선된 공간벡터변조법을 적용하여 전류제어를 수행하였다. 또한, 기존의 센서리스 속도제어 알고리즘의 문제점인 극저속에서부터 저속영역에 이르기까지의 동특성 개선과 파라메타 변동에 대해서도 강인성을 가지는 실용성에 초점을 맞추어 연구를 수행하였다. 제안된 알고리즘과 시스템의 적용 가능성을 확인하기 위해서 AFE 정류기와 2.2[kW] 유도전동기를 사용하여 개선된 SVPWM을 적용한 간접벡터제어의 응답특성을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 분석한 결과, 고조파가 적은 우수한 입력전류가 공급되어 극저속영역과 저속영역에서 유도전동기의 속도응답 및 부하특성이 양호함을 확인하였다.

새로운 DC-DC 양방향 컨버터에 대한 연구

허재정 한국해양대학교 대학원 2017 국내석사

Since electronically controlled engines & electric propulsion ships were introduced, the importance of UPS(Uninterruptible Power Supply) on emergency power supply devices which use battery has been emphasized recently. The bidirectional converter is a crucial component on emergency power supply device. In this paper, a new DC-DC bidirectional converter is presented. The conversion ratio of the proposed converter is one fourth of the conventional buck converter in step-down mode and four times higher than conventional boost converter in step up mode. The voltage stress of switches in the proposed converter is one quarter of high side voltage before and after turning on /off switches. Moreover, due to charge balance of its blocking capacitors, the proposed converter can distribute equal currents between two interleaved modules without using any extra current-sharing control method. The features, operating principles, and theoretical analysis of the proposed bidirectional converter are presented. By using PSIM software, the theoretical analysis validation of a 50/400V, 480W converter has been verified.

An Ameican Tragedy에 나타난 비극성

허재정 경상대학교 1992 국내석사

An American Tragedy에 나타난 비극성

허재정 경상대학교 교육대학원 1991 국내석사

디지털컨텐츠 산업발전을 위한 연구 : 기술적 보호조치를 중심으로

허재정 이화여자대학교 정보과학대학원 2002 국내석사

디지털 기술을 기반으로 한 컨텐츠는 기술적으로 여러 가지 포맷이 다양하게 구현 될 수 있다는 장점 때문에 이용자의 정보이용에 대한 욕구를 만족시킬 수 있고 관련 산업과 시장에 더 많은 가치를 가져왔다. 그러나, 복제와 배포가 용이하고 신속하며 원본과 다름없는 복제물의 질을 유지하면서도 복제 비용이 원본 제작비보다 현저하게 감소하는 특성 때문에 컨텐츠 생산과 이용방법에 예상치 못한 결과를 가져왔다. 고부가가치를 창출하는 디지털 컨텐츠에 대한 보호를 위해서 기존의 컨텐츠에 대한 지적재산권법 제도의 변화가 요구되었고 동시에 기술적인 보호장치를 통해 지적재산권을 더욱 적극적으로 보호하고자 하는 노력을 기울이고 있다. 디지털 컨텐츠의 지적재산권을 보호하기 위한 법·제도·기술적 보호조치는 지적재산권 보호라는 사익보호에 충실하면서도 공익과 사익의 균형을 추구하는 역할을 해야한다. 한편, 디지털 컨텐츠 산업과 관련된 이해관계자에 대한 파급효과도 고려해야 한다. 디지털 컨텐츠 산업과 관련된 각 이해관계자간 관계가 복잡해지면서 디지털 컨텐츠의 효과적인 보호관리의 실효성은 보호 관리전략에 대한 이해관계자들의 입장과 파급효과에 따라 파악될 수 있다. 본 연구는 저작권 보호관리의 목표를 균형 있는 디지털 컨텐츠 산업발전이라는 기반 위의 각 이해관계자의 공동의 합의에 근거한 공익과 사익의 균형으로 보았다. 이를 위한 디지털 컨텐츠 관리전략의 맥락에서 디지털 컨텐츠 관리 기술과 법·제도를 수행하는데 있어서 이해관계자의 입장을 살펴보고 이해관계자들이 수용할 수 있는 현실적인 전략수립을 위한 방법을 알아보는데 연구의 목적을 둔다. 전세계적으로 저작권이 강화되는 추세에서 기술적 보호조치에 대한 연구와 실행의지가 활발하며 기술적 보호조치와 기술적 보호조치 무력화 금지조항은 저작권보호의 강화를 대표적으로 보여준다. 그러나 궁극적으로 산업발전을 기반으로 공익과 사익의 균형을 효과적으로 수행할 수 있는 관리 전략으로 기술·법·제도를 집행하게될 때 이해관계자의 상호 관계와 파급효과가 고려되어야 하고 이를 기반으로 상호조정 방안을 모색할 수 있어야 한다. 미국에서는 현재 디지털 컨텐츠의 저작권 보호를 극대화하고자 기술적 보호조치를 의무화하는 법안이 상정되었다. 본 연구는 저작권 보호를 극대화시키고자 하는 시도를 보여주는 이 사례를 통해 이해관계자들의 입장을 파악해 보았다. 위와 같은 연구 목적에 따라 도출된 결론은 효과적인 디지털 컨텐츠 관리전략의 측면에서 법·제도·기술적 통제의 수위가 저작권 보호를 위한 상호 보완적인 제도로 자리잡지 못하고 일방적인 통제만을 강조할 경우 관계되는 산업계와 이용자에게 이용과 비용측면에서 부담을 주게된다는 것이다. 이 제도를 실행함으로서 권리를 보호받게 되는 수혜자도 단기적으로는 이익을 보장받을 수 있을지 모르나 장기적으로는 부정적인 영향을 받게 되며 결과적으로 모든 이해관계자를 만족시킬 수 없게 된다는 것이다. 각 이해관계자가 수용할 수 있는 보호 전략의 강도와 이해관계의 트레이드 오프를 고려한 디지털 컨텐츠 지적재산권 보호 관리전략을 실행하게 되면 궁극적으로 공익과 사익의 균형을 실현할 수 있게 될 것이며 디지털 컨텐츠 산업의 고른 발전도 가능하게 될 것이다. 이 연구를 통해 기술적 보호조치를 통한 디지털 컨텐츠 저작권 보호에 대해 우리나라도 우리나라의 현실에서 이해관계자를 파악해 보고 각 당사자들이 수용할 수 있는 타협점을 찾아 디지털 컨텐츠 보호정책을 마련하되 해외와의 경쟁에서 우위를 찾을 수 있는 산업 환경과 산업 보호관리전략을 동시에 모색해 보도록 하는데 도움을 줄 것이라고 생각한다. Digital-based content has brought value to many industries and fulfilled the needs of users by providing material in various formats. However, the unique characteristics of digital content, including the equivalent quality of copies and lower reproduction costs, have resulted in unexpected uses and led to problems. There are many players involved in the digital content sector and the relationships among them are very complicated. In order to protect the intellectual property rights of digital content with high added value, firms demanded strong intellectual property laws and regulations and used technical protection measures to actively protect intellectual property even before the stage of use in the digital era. Regulations and technical protection measures to protect digital content from infringement should maintain the balance between private and public interest while protecting private intellectual property rights. Therefore, it is crucial to understand the influence over stakeholders involved and the trade-off relationship among them in the digital content industry for the sake of the efficiency of intellectual property protection measures. The study defined the goal of intellectual property right protection management as the optimal balance between promoting private and public interests. As a strategy on this digital content intellectual property right protection management, stake holders' stances over digital content protection measures, including regulations and technology, were studied and the study drew the solution for practical strategic planning to promote both stake holders' interests. Throughout the world, copyright is getting strengthened, and especially studies on technology protection measures to protect digital content from the beginning of usage are very active. Technological protection measures and the ban on them simply show the strengthened copyright protection. The cases of the United States leading the digital content industry in the world showed the efforts to reinforce the protection of digital content copyright. The study reached a conclusion that the excessive levels of regulation and technology protection measures will bring about increased efficiency in the short term, however, it will also show negative effects in terms of usage and cost in the relevant industries in the long term, not making any of the stake holders satisfied with the result of the measures to protect copyright. By taking the cases of dealing with copyright protection measures, including technology and regulation, into consideration, Korea is in the stage of setting up the optimal strategy to manage policy in order to protect copyright and digital content industry as well as public interest by seeking the common ground of stake holders' interests. This study suggested three major criteria, including profit, public access, technology development, and innovation. Based on this criteria, the conclusion to come up with ways for a win-win strategy to find common ground are first, to provide the various types of digital content products with sufficient price schemes to block the intentional circumvention of copyright protection measures, second, content copyright holding industry and hardware manufacturers should find a way to reach a standard acceptable to both parties' interests, and most importantly, an interactive discussion on standards and hardware design, with producers and users. Currently, there are some technical challenges in making technology protection measures in terms of the quality of the protected content, however, continuous research and policy upon these technical measures should be harmonized. The study will be helpful for policy making in Korea, which currently has no unified legislation to regulate digital content copyright management, in the digital era to better organize the policy making.

공공연구기관 연구자의 자율성에 관한 연구 : 사회환경적 변수가 미치는 영향을 중심으로

허재정 과학기술연합대학원대학교 2012 국내석사

본 연구는 공공분야 R&D 연구자들의 개인자율성의 특징을 이해하는 것을 목적으로 탐색적 연구를 시도하였다. 다차원적인 자율성의 특징을 도출하고, 사회・환경적 변수가 각각의 자율성에 어떻게 영향을 미치는 유의한 관계를 검증하였다. 자료수집은 설문을 실시하였으며, 연구 표본은 대표적인 정부출연연구기관인 한국과학기술연구원(KIST)을 대상으로 하였다. 자율성 요인분석결과 4개 요인이 추출되었으며 각각 연구전략 자율성, 자원기반 자율성, 시간기반 자율성, 학습지향 자율성으로 명명하였다. 그리고 자율성에 영향을 미치는 변수의 효과를 검증하기 위해 사회・환경적 요인(사회적지지, 환경적 제약, 경쟁평가 강도)과, 인구통계학적 변수 및 연구특성변수를 입력하는 방식의 다중 회귀 분석을 실시하였다. 분석결과, 자율성의 각 차원마다 유의한 회귀계수가 다르게 나타났다. 결과를 통해 각 자율성을 증가시키기 위해 서로 다른 변수의 투입을 고려해야 함을 알 수 있었다. 또한 R&D환경의 변화로 자율성이 제약을 받는 현실적인 문제를, 조직 내 신뢰와 존중의 문화를 조성함으로써 극복할 수 있다는 시사점이 도출되었다. 연구결과는 창의적 연구환경 구축, 국가 R&D 정책수립에 있어서 시사점을 제공해 준다. Although studies on the effects of autonomy on R&D performance have been widely conducted, relatively little attention has been paid to the multidimensional trait of autonomy in the public sector and its relationship with the effects of socio-environmental variables. This paper is aimed at exploring the facets of autonomy of researchers in government-funded institutes(GFIs) and to identify the significant effects of socio-environmental variables. Empirical data is collected from among surveys capturing the perceived level of autonomy. Through the examination of the validity of variables and the relationship, our results shows that autonomy can be decomposed into latent variables, such as research strategy autonomy, resource-based autonomy, time-based autonomy, and learning-oriented autonomy. Moreover, the distinct effects of socio-environmental variables on each factors can be found. Our findings imply that considering the distinct effects of socio-environmental variables, the multidimensional trait of autonomy is essential for assessing the creative environment for enhancing R&D performance, moderated by individual autonomy of researchers. Also, operational and theoretical suggestions for establishing managerial strategies and R&D policies are provided.