육상전원공급장치(AMP) 이용한 선내 전원 공급 시 계통 안정도 분석

강승표,김장목,조현준 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회지 Vol.29 No.2

세계적 선박 배출가스 저감에 대한 규제로 인해 항만 및 부두에서 육상전원공급장치(AMP, Alternative Marine Power)가 지속적으로 사용되고 있다. 국내 또한 항만 대기질 개선 특별법에 따라 AMP의 사용이 의무화되고 있고, 다양한 친환경선박과 연계하여 활용하도록 지속적인 시도를 하고 있다. 본 논문에서는 AMP를 통해 선내 전력을 공급하는 상황을 모델링 하여 AC Load Flow Analysis를 수행하였다. 이를 통해 선박에 전력이 공급될 때의 전기적 파라미터와 손실 등에 대해서 분석할 수 있다. 아울러 Transient Stability Analysis를 통해 계통의 사고 발생 시 선내 발전기를 통한 무정전전환에 대한 HSGT(High Speed Generation Transfer)의 한계값을 도출하고 이를 적용하였을 경우 결과에 대해 검토하였다.

DC 서버를 위한 무정전 전원 공급장치 결합형 전원분배장치

권원옥(Wonok Kwon),김학영(Hagyoung Kim) 한국정보과학회 2012 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.18 No.11

본 논문은 기존의 데이터센터의 전력 인프라의 변화를 최소화 하며 전력효율을 극대화 할 수 있는 고효율 DC UPS(Uninterruptible Power Supply) 결합형 전원분배장치의 구현과 설계에 관한 내용이다. 본 논문이 제안한 노드 준위 UPS 결합형 전원분배장치(uPDB)는 서버의 전원 공급장치(PSU)와 UPS를 대체할 수 있으며 전력효율은 최대 97%에 이른다. 또한 uPDB를 사용한 데이터센터의 전력효율은 기존의 고효율 AC 데이터센터 전력전달효율 보다 최고 부하에서 2%, 낮은 부하에서는 10% 향상된 전력효율을 나타내며, AC 전력전달 기반의 데이터센터 전력 인프라를 변경하지 않고 데이터센터 준위 DC 전력전달방식에 근접한 높은 전력효율을 제공할 수 있다. This paper presents the highly efficient rack-level DC power architecture combined with nodelevel DC UPS. Proposed system, uPDB can replace PSU and UPS system and provide almost power efficiency of 97% without any changing exsiting power infrastructures. Data center power efficiency using uPDB system is higher 2%~5% at maximum load and 10%~15% at low load than high efficient AC data center. Proposed uPDB system can provide high power efficiency nearly up to data center level DC power delivery system without changing AC power delivery infrastructure.

철도차량용 전기기계식 제동시스템의 비상시 대처방안 연구

최문원(Moon-Won Choi),이한민(Han-Min Lee),김민수(Min-Soo Kim) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.10

철도차량에는 공압식 제동장치가 주로 사용되는데, 이는 열차 분리 등 비상 상황에서 제동관의 압력이 낮아지면 자동으로 제동이 체결되는 Fail-Safe 기능 때문이다. 하지만, 공압방식이 갖는 성능 한계로 인하여 이를 극복하기 위해 유압식 또는 전기기계식 제동장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 이 중에서 전기기계식 제동장치는 공압식 제동장치에 비해 공주시간을 단축시킬 수 있고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있지만, 열차분리나 전원차단 등의 비상 시에 제동을 체결하여 열차를 안전하게 정차시키기 위한 대처방안에 대한 대책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 비상 시 대처방안에 대한 연구를 통해 열차분리, 전원차단 등으로 인해 전원공급이 차단되는 비상상황에서도 전기기계식 제동장치가 열차를 안전하게 정차시키기 위한 대처방안(이중화 방안 및 Fail-Safe 방안 등)에 대한 연구를 수행하였으며 이를 전기기계식 제동시스템의 기능 요구사항에 반영하여 안전성을 향상시키도록 하였다. Today, pneumatic brake systems are mostly adopted to railroad vehicles for fail-safe function that engages autonomous emergency braking, where the brake pipe pressure is lowered. However, since there are existing performance limitations in pneumatic brake systems, existing researches are on hydraulic or electromechanical brakes (EMB) as an alternative. The EMB system can reduce the reaction distance and enhance the reliability. However, even in emergency, such as train detachment or black-out, a proper method is required to stop vehicles. Thus, this study demonstrates the safety method (fail-safe and redundancy plan), which can be applied to emergency situations (train detachment and black-out). By applying the safety method to function requirements, the EMB system can effectively improve the safety of the railroad.

반도체 검사 장비에 사용되는 순간 전압강하 보상장치의 연구

홍석재,김형준,안준혁,손영득 사단법인 한국융합기술연구학회 2024 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.10 No.6

메모리 반도체 웨이퍼 검사 장비는 전공정을 거친 Wafer가 각 Die당 수십억 개 Cell이 전기적 신호를 통해 정상 동작하는지 확인하고, 불량 Cell에 대해서는 여분의 Cell과 대체하여 최종적으로 양품과 불량을 판단하여 출하 가능한 정상적인 반도체 제품을 생산할 수 있도록 도와주는 검사 장비이다. 일반적으로 Wafer 1장당 수천 개의 Die가 동시에 측정되며, 각 Die를 측정하기 위해 다수의 채널과 Cell을 구동하기 위한 다양한 구동 전원이 필요하다. 또한 Signal의 정밀도가 저하되면 잘못된 측정 결과가 발생할 수 있다. 반도체 제조 과정은 굉장히 정밀하고, 미세한 전류 변동이나 전압 불안정성이 반도체의 성능 평가에 영향을 줄 수 있으며, 높은 민감도를 가진 반도체 검사 장비에서는 안정적인 전원 공급이 매우 중요하다. 특히, 외부적인 영향으로 공급 전원이 불안정할 경우 반도체 측정에 오류가 발생한다. 이러한 문제를 고려하여 검사 장치에 공급 전원의 순간적인 저하를 사전에 감지하여 최소 필요한 부분의 전원 Backup과 자동 복구 제어 Sequence 가능한 시스템을 구현하였다. 해당 시스템의 유효성을 확인하기 위해 실험을 수행하였다. The memory semiconductor wafer inspection equipment verifies whether a wafer, which has undergone the entire process, usually operates for each die (unit) containing tens of billions of cells through electrical signals. In the event of defective cells, the system substitutes them with spare cells, a crucial step in quality assurance. This process meticulously assesses the quality and identifies any defects, ensuring the production of fully functional semiconductor products ready for shipment. Typically, thousands of dies are simultaneously measured per wafer, requiring numerous channels and driving power sources to operate various cells for each die. Additionally, a decrease in signal precision can lead to inaccurate measurement results. The semiconductor manufacturing process requires meticulous precision, as even minor current fluctuations or voltage instabilities can significantly affect the assessment of semiconductor performance. So, maintaining stability is crucial throughout the fabrication process. A stable power supply with high sensitivity is critical to semiconductor inspection equipment. If there is an external influence, such as fluctuations in the power supply, measurement errors may occur, compromising data accuracy. Therefore, to address such issues, the inspection device detects momentary power supply degradation in advance and implements an automatic recovery control sequence. In this paper, the validity of this system is confirmed through experiments.

U/VHF 무전기와 항공기 전원간 상호 영향성 연구

임성식,이동하,정병운 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

항공전자 장비의 정상적인 가동을 위해 항공기 내부의 입력 전원 안정화는 필수적으로 요구되어 진다. 최근 FA-50 플랫폼에서 항공기 Engine run시 U/VHF 무전기 결함이 급격하게 증가하였으며, 무전기 내부 전원 공급 카드의 다이오드 결함이 확인되었다. 본 논문에서는 이 현상의 원인 분석을 위해 항전 장비와 항공기간의 전원 인터페이스 요구 규격인 MIL-STD-704D를 분석하고 상호 연관성을 확인하기 위해 Engine starting시 항공기 전원 측정 및 항공기 입력 전원에 대한 무전기 동작특성 분석, 측정 데이터의 MIL-STD-704D 만족여부를 분석하고 해결 방안을 제시하고 실험을 통해 커패시터 장착에 대한 타당성을 검증한다. It is required to stabilize aircraft power for avionics equipment to be operative in normal. Recently, many U/VHF radio failure occurred on FA-50 platform during engine run, and finally was identified to diode failure in the radio power supply module. In order to identify root cause of this failure, it is required to analyze power interface requirement specification MIL-STD-704D between aircraft power system and avionics equipment, and measured and analysed real aircraft power input to investigate co-relationship between the radio power supply characteristics and aircraft power characteristic, and reviewed possible solutions. In this study, we also verified one of the possible solution"s effectiveness by real installation on the aircraft.

차량 흡기시스템의 냉각공기 유로 개선에 의한 통합 시동발전기용 단기통 디젤엔진 및 보조전원공급장치의 출력성능 향상

이태의(Tae Eui Lee),Andreas Stabel,이가영(Ga Young Lee) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集B Vol.46 No.6

최근 차량 전기 · 전자 장비의 첨단화로 인해서 추가적인 전원공급을 위해 고출력의 초소형 엔진을 이용한 보조전원공급장치(APU)의 수요가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 매우 제한된 공간에서 최소의 설계 개선으로 기존에 사용하지 않는 플라이휠의 냉각 공기를 단기통 수랭식 엔진 흡기시스템으로 재순환시키고, 발전기 고정자 철심의 적층 면적을 증가하는 방법으로 엔진 및 전기적 발전출력을 향상시키기 위한 실험적 연구이다. 엔진 상태에서는 성능 변수(토크, 출력 등) 등을 분석하였고, 완성품 발전시스템에서는 부하에 따른 전압 · 전류 등의 출력특성 변화를 실험하였다. 본 실험 결과에 따르면 수랭식 디젤 엔진 3,000 rpm 조건에서는 평균 8.7%의 출력증가를 나타내었고, 통합 시동형 APU 시스템 상태의 전기적 발전출력 성능은 최소 12.7%가 증가한 10.16 kW(363 A)로 나타났다. Due to the recent technological advancement of vehicles and electronic equipment, the demand for additional power supply by auxiliary power units (APU), using small diesel engines (less than 14 kW), is increasing. Therefore, this experimental study was conducted to investigate the improvement of the engine and electrical power output by recirculating the cooling air of the flywheel using an improved air intake system design consisting of a water-cooled single cylinder engine; and by increasing the area of the limited space in the generator stator iron. The engine performance parameters were analyzed and changes in the output characteristics of the generation system, such as voltage and current, were tested. From the results, the diesel engine exhibited an average power increase of 8.7% at 3,000 rpm while in the electrical power state, and the generation output was 10.16 kW, which corresponds to a 12.7% (363 A) increase in output.

영상인식 기반 파워 컨넥터 리셉터클의 위치 확인을 위한 기초 연구

고윤석(Yun Seok Ko) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.2

최근에는 가사 로봇, 자율주행 전기 자동차, 경영 효율성을 제고하기 위한 제철소 용선차의 자율 운행 분야가 큰 관심을 받고 있는데, 사람의 간섭 없이 전원을 로봇이나 차량에 공급하기 위한 자동 전원 공급 기술 개발이 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 자동 전원 공급 기술의 기초 연구로서 주어진 공간에 있는 전원 컨넥터의 리셉터클을 인식하고 그것의 위치를 확인할 수 있는 영상인식 기반의 전원 컨넥터 리셉터클 위치 추적 기초 기술을 연구하며, 오픈 CV 프로그램을 통해서 그 기능성을 확인한다. Recently, the fields such as the service robot, the autonomous driving electric car, and the torpedo ladle cars operated autonomously to enhance the efficiency of management of the steel mill are receiving great attention. But development of automatic power supply that doesn t need human intervention be a problem. In this paper, a position tracking technology of power connector receptacle based on the computer vision is studied which can recognize and identify the position of the power connector receptacle, and finally its possibility is verified using OpenCV program.

보조전원공급장치용 단기통 엔진의 실린더 모듈 냉각방식 설계개선에 따른 출력성능 특성에 관한 실험적 연구

이태의(Tae Eui Lee),Andreas Stabel,권양근(Yang Geun Kwon),이가영(Ga Young Lee) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集B Vol.46 No.4

본 연구는 특수차량 및 트럭 등에서 각종 전기·전자장비에 보조전원을 공급하는 데 사용되는 수평식 단기통 초소형 엔진(14 kW 이하)의 실린더 모듈의 냉각방식 설계개선에 따른 출력성능 향상에 관한 실험적 연구이다. 현재까지는 10 kW의 공랭식 엔진이 제한된 설치 공간에서 주로 사용되어왔지만, 차량의 전자화와 고온 사막지역 운용을 위해 출력성능 증가가 필요하여 최근에는 수랭식 엔진이 성공적으로 개발되었다. 이에 본 연구에서는 엔진성능 매개 변수인 토크, 회전수 등을 기존의 공랭식 엔진과 최근 개발된 수냉식 엔진과 비교·분석하였다. 실험결과 개발된 수랭식 엔진에서는 출력성능이 최소1.9 kW 개선된 것으로 나타났고, 이는 해외시장에서 차량 시스템의 출력 전원부족 문제를 해결하는데 기여하게 될 것이다. This is an experimental study on the improvement in the power performance with design improvement in the cooling method of a horizontal single cylinder diesel engine (below 14 kW) that is used to supply auxiliary power for electric and electronic equipment in special vehicles. To date, 10 kW air-cooled engines have been mainly used in limited spaces, but recently, the water-cooled engines have been developed because the power performance must be increased for the electronization of vehicles and operation in high-temperature desert areas. Accordingly, engine parameters such as torque, rotational speed, and oil pressure were compared and analyzed with air-cooled engines and recently developed water-cooled engines. Consequently, the water-cooled engine showed at least 1.9 kW improvement in the output performance that is expected to be a great support in solving the power shortage problems in vehicle systems.

군용 전원공급장치 재제조 호환성 연구

송현석(Hyunseok Song),유성주(Sungju Yoo),정도현(Dohyun Jung),성우영(Wooyoung Sung),이민광(Minkwang Lee) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2019 No.11

20mm발칸포 보조전원공급장치 개선 연구

조연식,유영수 한국기계기술학회 2016 한국기계기술학회지 Vol.18 No.4

20mm Vulcan is one of the representative weapon system that widely operated in army, navy and airforce in Korea. But unstable power which is caused by bad battery cells or insufficiently charged battery box has often caused malfunctions when Vulcan barrel is working. This paper is about improvements of maintenability of APS which is used charging the battery box. The main improvement effects are as follows. First, Break-down of the Power Transistors(PT-8502) inside APS can be prevented by limiting over.current. Second, Automatic charging the battery box is possible by using Micro Controller Unit and SSR. Third, The charging status of battery box can be checked and deficient battery cells recognized by adding LED.