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이홍기(Lee, H. G.),김동언(Kim, D. E.),서형석(Suh, H. S.),한홍식(Han, H. S.),정영규(Jung, Y. G.),이월우(Lee, W. W.),박기현(Park, K. H.),정진화(Chung, C. W.),임민수(Lim, M. S.),오만수(Oh, M. S.) 한국신재생에너지학회 2005 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.06
포항풍력에너지연구소와 (주)보국전기는 에너지 관리공단의 지원으로 2002년부터 직접구동형 풍력터빈( KBP-750D) 에 사용될 발전기 개발을 시작하여 2005년 3월 개발을 완료하였다. KBP-750D에 사용되는 발전기는 증속을 위한 gearbox를 사용하지 않는 직접 구동형이고, 영구자석을 사용하여 여자하는 형식이다. 이런 특징은 풍력발전에서 요구하는 주요 요구조건인 고 효율, 고 신뢰성을 만족시키기 위해서 매우 중요하다. 개발된 발전기는 25 rpm 에서 800 kW의 정격을 가지도록 설계되었다. 공극 직경은 3,320mm 이며, stator의 길이는 705mm, 공극은 4.5mm 이고, 극수는 84이다. 또한 전체 중량은 약 22 ton이다. 이 논문에서는 발전기의 물리설계, 공학설계, 제작 및 시험결과에 관해서 기술한다.
KBP-2000M 풍력발전기용 영구자석형 동기발전기의 냉각시스템 설계
이홍기(Lee, H.G.),김동언(Kim, D.E.),서형석(Suh, H.S.),한홍식(Han, H.S.),정영규(Jung, Y.G.),이월우(Lee, W.W.),박기현(Park, K.H.),정진화(Chung, C.W.) 한국신재생에너지학회 2006 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.06
포항풍력에너지연구소에서는 에너지 관리공단의 지원으로 2004년부터 풍력터빈 KBP-2000M에 사용될 발전기를 개발해 오고 있다. KBP-2000M에 사용되는 발전기는 기어비가 24인 기어박스를 가진 가변속도형식의 발전기이다. 발전기의 직경은 1.87m 이고 축 방향의 길이는 1.288m 로 영구자석을 사용하여 여자하는 형식으로 설계되었다. 이러한 설계는 풍력발전기에서 요구하는 주요 요구조건인 고효율, 고 신뢰성을 만족시키기 위해서 매우 중요하다 이 보고에서는 발전기의 물리설계에서 얻어진 사양을 기준으로 하여 열 해석에서 얻어진 열 손실을 이용하여 냉각시스템 설계를 하였으며 펌프 및 라디에이터 선정에 관해서 논의한다.
길계환,김창균,정진화,Gil, K.H.,Kim, C.K.,Chung, C.W. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.1
포항가속기연구소의 HFMX(High Flux Macromolecular X-ray crystallography) 빔라인은 다극 위글러의 방사광을 이용한다. 따라서 고 열량부하에 적합한 두 개의 수평 및 수직 슬릿이 빔라인의 프론트엔드 영역에 설치되었다. 빔 산란을 피하면서 고 열량부하를 처리하기 위하여, 빔을 차단하는 수평 슬릿의 두 글리드콥 블록은 수직면 상에서 기울어진, $10^{\circ}$의 스침각 경사면 구조를 이루고 있다. 글리드콥 블록들은 두 개의 구동막대에 의해서 궤도대를 따라 각각 병진함으로써 슬릿의 간격을 조정한다. 구동막대 내부에 가공된 유로를 통하여 흐르는 냉각수가 두 블록의 열량부하를 냉각시킨다. 수직 슬릿은 진공용기에 대한 설치 방향과 스침각 경사면 구조의 경사각만 다를 뿐 수평 슬릿과 동일한 구조를 가지고 있다. 블록들이 궤도대 상에서 정밀하게 조정되므로 두 블록 간의 정렬이 필요치 않은 장점이 있으며 설치된 슬릿들은 안정적인 작동 성능을 보이고 있다. 또한, 두 슬릿의 냉각 성능도 만족할 만한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 두 슬릿의 설계에 대한 상세한 설명이 제시되고 그 작동 성능을 검토한다. The HFMX((High Flux Macromolecular X-ray crystallography) beamline at Pohang Accelerator Laboratory uses beams from a multi-pole wiggler. Two horizontal and vertical slits relevant to high heat-load are installed at its front-end. In order to treat high heat-load with reducing beam scattering, the horizontal slit has two Glidcop blocks with a grazing incidence angle of $10^{\circ}$ of a grazing-incidence knife-edge configuration. The blocks adjust the slit gap by being translated along guides by two actuating bars, respectively. Water flowing through holes, drilled along the actuating bars, cools the heat-load of both blocks. The vortical slit has the same structure as the horizontal slit except its installation direction with respect to the vacuum chamber and its grazing incidence angle. By virtue of a pair of blocks translating on guides, no alignment between both blocks is required and the installed slits show stable operating performance. The cooling performance of the two slits has been also shown to be acceptable. In this paper, the detailed explanation for the design of the two slits is presented and their operating performance is discussed.
Mechanical Design of a 750 ㎾ Direct - drive Wind Turbine Generator System
손영욱(Y. U. Sohn),손정봉(J. B. Son),박인수(I. S. Park),김영찬(Y. C. Kim),김경렬(K. R. Kim),정진화(C. W. Chung),전중환(Ch. H. Chun),류지훈 박지훈(J. Y. Ryu),박진일(J. I. Park),변철진(C. J. Byun),김두훈(D. H. Kim) 한국유체기계학회 2004 유체기계 연구개발 발표회 논문집 Vol.- No.-
A prototype of 750 ㎾ direct-drive wind turbine generator system, KBP-750D is under development in Korea. For the gearless, direct-drive prototype a synchronous generator with permanent magnets has been developed. The upwind 3-blade type machine employs variable speed and pitch control. The operating ranges of wind and rotor speed are 3 to 25 m/s and 9 to 25 rpm, respectively. The tip speed ratio of rotor blade is 7.5, designed for power coefficient 0.47. The blade pitch and torque are controlled with the predefined torque-speed curve according to the conditions of wind and public electric grid. This paper describes the outlines of primary components of KBP-750D.
손영욱(Y.U. Sohn),박인수(I.S. Park),권세진(S.J. Kwon),김영찬(Y.C. Kim),손정봉(J.B. Son),김경렬(K.R. Kim),정진화(C.W. Chung),전중환(J.H. Chun),류지윤(J.Y. Ryu) 한국유체기계학회 2003 유체기계 연구개발 발표회 논문집 Vol.- No.-
Load calculation is indispensable for the construction of a large wind turbine generator system (WTGS). In procedures of load calculation, all conditions affecting to WTGS such as environment of site, operation, transport and installation have to be considered systematically. So the certification of WTGS is issued by assuring the load calculation. This work shows the generals of load calculation briefly and introduces the characteristics and results of load calculations for the 750 ㎾ direct-drive WTGS (KBP-750D) which is under development by the consortium of POSTECH and UNISON.
이홍기(Lee, H.G.),김동언(Kim, D.E.),정영규(Jung, Y.G.),한홍식(Han, H.S.),서형석(Suh, H.S.),정진화(Chung, C.W.) 한국신재생에너지학회 2008 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.05
3MW 풍력발전기용 발전기의 구조적 특성을 소개하고 회전자의 동특성 해석을 수행하였다. 이 발전기는 증속기를 사용하였으며 정격속도는 1459 rpm 이며 30% over speed trip 조건을 적용하여 설계되었다. 회전자 pole에 전원 공급 없이 자기장을 만드는 영구자석을 사용하는 형태로 구조는 간단하다. 발전기의 냉각방법은 공극을 냉각하기 위하여 팬을 이용하여 공기를 순환하며 고정자 외형에는 냉각채널을 부착하여 냉각수를 순환한다. 회전기계의 설계 시에는 반드시 진동을 고려하여 가능하면 진동을 줄이는 방향으로 설계가 되어야 하며 회전축 계의 설계에 있어서는 계의 강도, 위험속도, 불평형 진동응답 및 안정성 등을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 물리설계를 기본으로 하여 설계된 발전기의 형상을 간단하게 설명하고, 발전기의 회전자를 상용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS 를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석절차는 정적해석을 수행하고 다음으로 모드해석을 수행 하였다. 모드형상에 따른 주파수를 표기하고 해석 결과를 나타내었다.