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압전변압기의 형상 변화와 전극비에 따른 출력에 관한 연구
본 연구에서는 형광등용 고출력 압전 변압기를 개발하기 위해 압전 재료적인 측면과 압전 변압기의 새로운 형상 및 전극 패턴을 설계하여 특성을 검토하였다. 압전 세라믹 조성으로는 PZT계에 Pb(Mn1/3Nb2/3)O3와 Pb(Sb1/2Nb1/2)O3이 첨가된 3성분계 조성인 0.95Pb(ZrxTi1-x)O3+yPMN+(0.05-y)PSN으로 하였는데, 기계적 품질계수를 향상시킬 목적으로 PMN을 선정하였고, PSN은 유전율 및 전기기계 결합계수가 PMN으로 인해 저하되는 것을 방지하고자 선정하였다. 이 3성분계 조성에서 최적의 성능을 가질 수 있는 MPB (morphotropic phase boundary) 영역에서 유전, 압전 및 전기적 특성을 정량적․정성적으로 검토하였다. 그 결과 0.95Pb(Zr0.51Ti0.49)O3+0.035PMN+ 0.015PSN 조성의 압전 세라믹을 압전 변압기의 제작용으로 사용하였다. 압전 및 유전적 특성을 보면, =64.5[%], =1210, 비유전율 =1200, 손실 계수 tanδ=0.3[%], 압전 전하 상수 =320[pC/N], 주파수 상수 =2550[kHz․mm], 큐리 온도 =325[℃] 및 grain size=1[㎛] 정도의 값을 얻었다. 고출력 실현을 위한 새로운 형태의 육각형과 디스크형 압전 변압기를 설계 제작하고, 재료 특성별․치수별 압전 변압기의 입출력 특성을 저항 부하를 변화시키면서 측정하고 검토하였다. 우선, 14[mm]와 17.5[mm]인 육각형 압전 변압기를 제작하여 구동부에 5[Vp-p] 및 10[Vp-p]의 전압을 인가하면서 전기적 특성을 측정한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 부하저항이 커질수록 한변의 길이가 클수록 승압비는 증가하는 경향을 보였다. 또한, 육각형 압전 변압기의 출력단자 수가 증가할수록 승압비도 증가함을 보였다. 이는 압전 변압기의 병렬 구동 효과와 같음을 알 수 있었다. 한편, 효율은 압전체의 크기가 증가하면서 부하저항이 증가함에 따라 약간 저하하는 경향이 있었으며, 최대 효율을 보이는 부하저항 값은 약간 증가하여 압전체의 한변의 길이가 14[mm]인 경우는 약 10[㏀] 정도이고, 17.5[mm]인 경우는 약 20[㏀] 정도로 나타났다. 그러나 육각형 압전 변압기는 2차측 전극 면적비를 증가시킴에 따라 출력이 증가되는 구조였지만, 고저항 부하 구동시 파괴가 발생되었으며, 본 실험에서 인가된 구동부 전압보다 높아지게 되면 전부 파괴되는 현상을 보였다. 다음으로 직경이 50[mm], 두께가 4.5[mm]인 디스크형 압전 변압기의 구동부와 발전부의 전극 면적비를 각각 1.4 : 1, 2.0 : 1 및 3.0 : 1로 분할하여, 부하저항을 변화(100[Ω]~70[㏀])시키면서 여러 가지 압전, 유전 및 전기적 특성을 측정한 결과는 다음과 같다. 구동부에 입력 전압 3.60[Vrms], 구동 주파수는 부하저항별 각각의 공진 주파수를 인가하면서 승압비 및 효율을 측정하였다. 승압비는 구동부의 전극 면적이 커질수록 증가할 뿐만 아니라 부하저항이 커질수록 증가하였다. 그리고 무부하 승압비는 모두 60배 이상을 보였다. 전극 면적비에 따른 승압비는 기계적 변형의 크기와 공진 특성과 밀접한 관련이 있음을 확인하였는데, 즉 승압비는 전기기계 결합계수, 기계적 품질계수 및 구동부 면적의 크기 등에 비례함을 알 수 있었다. 한편, 효율은 구동부의 전극 면적이 클수록 감소하는 경향을 보여주고 있으며, 최대 효율은 전극비가 1.4 : 1과 2.0 : 1인 경우 약 2[㏀]의 부하저항에서 약 97[%]가 얻어졌으며, 3.0 : 1인 경우는 3[㏀]에서 94[%]를 나타냈다. 전극 면적비의 변화에 따른 효율의 경향은 공진 각주파수 , 발전부 제지용량 , 승압비 및 공진 저항 에 반비례함을 알 수 있었다. 디스크형 압전 변압기(구동부와 발전부의 전극 면적비=2.0 : 1)의 두께가 3[mm]와 4.5[mm]인 경우에 승압비 및 효율을 측정한 결과, 두께가 작아지면 승압비는 증가하는 경향을 보였으며, 즉 두께에 반비례하였다. 그러나 효율은 두께가 얇아지면 감소하는 경향을 보였다. 디스크형 압전 변압기에서는 구동부와 발전부의 전극 면적비나 두께별이든 구동부의 제지 용량이 커지면 승압비는 증가하는 경향을 보였으며, 발전부의 제지 용량과 승압비가 증가하면 효율은 감소하는 경향을 보였다. 마지막으로 직경이 50[mm], 두께가 4.5[mm]인 디스크형 압전 변압기(구동부와 발전부의 전극 면적비=2.0 : 1)를 이용한 안정기를 제작하고, 28W용 PL 형광 램프를 사용하여 구동한 결과, 전력 효율은 96.5[%], 역률은 98.5[%]를 얻었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 제작된 디스크형 압전 변압기는 압전식 안정기로의 채택 가능성이 있다고 사료된다. In order to develope piezoelectric transformer for the ballast of fluorescent lamp, the new shapes and electrode patterns of piezoelectric transformer have been investigated in this work. The composition of piezoelectric ceramics was 0.95Pb(ZrxTi1-x)O3+ yPb(Mn1/3Nb2/3)O3+(0.05-y)Pb(Sb1/2Nb1/2)O3. PMN compound was selected to improve mechanical quality factor() and PSN to prevent the decrease of dielectric constant() and electromechanical coupling coefficient(). Dielectric and piezoelectric characteristics in the region of MPB of 0.95Pb(ZrxTi1-x)O3+yPb(Mn1/3Nb2/3)O3+(0.05-y)Pb(Sb1/2Nb1/2)O3 ceramics were discussed both quantatively and qualitatively. As a result, 0.95Pb(Zr0.51Ti10.49)O3+0.035PMN+0.015PSN compound was adopted for piezoelectric transformer. The sample prepared by this composition system showed the characteristics which had the mechanical quality factor of about 1210, the electromechanical coupling coefficient of 64.5[%], the piezoelectric constant of 320[pC/N], the dissipation factor of 0.3[%] and the Curie temperature of 325[℃], the grain size of about 1[㎛] , etc. Especially, since piezoelectric transformer for high field application has the different structure to avoid the breakdown of ceramics as compared with conventional piezoelectric transformer, we designed new type of piezoelectric transformers and investigated the electrical characteristics with the variation of its size and electrode ratio of driving and generating part in the range of load resistance of 100[Ω]~70[㏀]. First, the hexagon-type piezoelectric transformer was investigated to increase the output power. The length of side was 14 [mm] and 17.5 [mm], respectively. The voltage step-up ratio increased with increasing the length of side of the hexagon-type piezoelectric transformer and the load resistance, RL. Also, The voltage step-up ratio increased with increasing the number of output terminal of the hexagon-type piezoelectric transformer. The efficiency decreases slightly with increasing the length of side of the hexagon-type piezoelectric transformer and the load resistance, RL. In case of the side length of 14[mm], maximum efficiency showed about 93[%] at load resistance of 10[㏀]. However, in the case of the side length of 17.5[mm], maximum efficiency showed about 91[%] at load resistance of 20[㏀]. The hexagon-type piezoelectric transformer easily breakdowned under the higher load resistances and higher input voltage. Next, the newly designed disk-type piezoelectric transformer was fabricated. Its diameter was 50[mm] and thickness was two kinds, 3[mm] and 4.5[mm]. The driving and generating electrode with gap of 1 mm were fabricated on the top surface. But the common electrode was fabricated on the whole bottom surface. The electrode surface ratio of driving and generating part on the top surface ranges from 1.4 : 1 to 3.0 : 1. We investigated the electrical characteristics with the variation of thickness and the electrode surface ratio of driving and generating part in the load resistance of 100[Ω]~70[㏀]. The set-up voltage ratio of this piezoelectric transformer increases with increase of the electrode surface of driving part and the load resistance. The set-up voltage ratio at no load resistance was more than 60 times. We can know that the set-up voltage ratio was proportional to electromechanical coupling coefficient, mechanical quality factor and the electrode surface of driving part. On the other hand, the efficiency decreases with increasing the electrode surface of driving part. In the case of the electrode surface of both 1.4 : 1 and 2.0 : 1, maximum efficiency showed about 97[%] at load resistance of 2[㏀]. However, in the case of the electrode surface of 3.0 : 1, maximum efficiency showed about 94[%] at load resistance of 3[㏀]. The efficiency was reversely proportional to resonance frequency, the capacitance of generating part, the set-up voltage ratio and resonance resistance of driving part with load resistance, etc. Also, the set-up voltage ratio increases with decreasing the thickness of piezoelectric transformer, but the efficiency increased. It was caused by the increase of capacitance of the driving part and the decrease of capacitance of the generating part. Finally, prototype piezoelectric ballast for fluorescent lamp was prepared and its performance was evaluated and analyzed. The prototype ballast for PL lamp with the output power of 28[W] using the disk-type piezoelectric transformer, which had the diameter of 50[mm] and the thickness of 4.5[mm], was fabricated and tested. As the results, the efficiency of power was 96.5[%] and the power factor was 98.5[%].
SPICE 심사결과를 기초로 한 소프트웨어 프로세스 개선 전략
오늘날 소프트웨어는 우리의 일상생활이나 기업 경영에 비중이 점차 커지고 있다. 이에 따라 지난 수십년 동안 소프트웨어의 개발과 유지보수에 많은 관심을 가져왔다. 그러나 많은 프로젝트에서 계획된 개발비용의 초과, 일정 지연, 심지어는 취소되는 경우가 발생하였다. 이러한 소프트웨어의 위기를 극복하기 위해 다양한 프로그램 환경 또는 소프트웨어 엔지니어링 환경을 조성하여 왔다. 최근 이러한 해결방안의 하나가 SPICE나 CMMI와 같은 모델을 이용한 SPI이다. 국내 많은 기업에서 소프트웨어 프로세스 관리를 통한 시장 점유율 확대 및 재무구조 개선을 위해 SPI 모델을 도입하려는 노력이 확산되고 있다. 본 연구에서는 현재까지 실시된 SPICE 심사결과를 분석하여 SPICE 레벨 2 및 3을 달성하기 위한 전략을 도출하였다. SPICE 심사 결과와 표준에서 사용된 용어를 기반으로 32개 루트워드를 추출하였다. 추출된 루트워드에 대해 파레토분석을 실시하여 레벨 2달성을 위한 4개의 루트워드 및 레벨 3달성을 위한 7개의 루트워드를 중심으로 SPI 전략을 도출하였다. 본 연구는 향후 SPI를 추진하는 기업에 가장 효과적인 개선 전략 및 방법을 찾아주고, 기회손실을 최적화할 수 있는 OT(Opportunity Tree) 모델 설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
<崔孤雲傳>은 실존인물 최치원을 주인공으로 삼고 있으면서도, 그와는 무관한 각종 설화들을 활용해 그의 생평(生平)을 허구적으로 재창조해 놓은 작품이다. 그간 본 작품에 대한 관심은 주로 작품을 구성하고 있는 설화와 작품을 통해 표출되고 있는 민족의식에 집중되어 왔다. 하지만 작품의 창작시기가 16세기 중반 이전으로 소급되면서, 이제는 개별 작품론 차원의 논의를 넘어서 작품이 지니고 있는 초기 소설사적 의의에 관한 연구가 요청되고 있는 상황이다. 우리의 초기 소설사가 주로 전기(傳奇)를 중심으로 논의되어 온 상황 속에서, 전기(傳奇)와는 질적으로 대별되는 <崔孤雲傳>의 출현은 소설사적으로 매우 심중한 의미를 지닐 수밖에 없기 때문이다. 이와 같은 맥락 속에서, <崔孤雲傳>은 설화와 전기(傳奇)의 복합적인 자장(磁場)을 모태로 출현하였으되, 상하층 문학의 혼융(渾融)이라는 방법론을 통해 본격적인 소설시대를 개막한 작품으로 평가될 수 있을 것이다. 특히 후대의 영웅소설이 출현할 수 있는 내적 토대를 마련했다는 점에서 그 위상(位相)이 새롭게 정립되어야 할 것이다.
고조파를 고려한 신경회로망 기반의 정태부하모델링과 계통해석기법
Effective planning and operation of large electric power networks require more accurate modeling and simulation of the system. A typical load bus is connected to the various loads with different characteristics where each load exhibits different patterns of energy consumption depending upon the voltage and/or frequency of the systems. It is difficult to obtain a good load model for the stability analysis and the load flow calculations in power systems. Nonlinear loads with harmonics exist in an actual power system where harmonic currents make voltage distortion. The sum of reactive power measured at individual load is different from the measured reactive power at a bus in a power system with linear and non-linear loads. * A thesis for the degree of Doctor in February 2013. Typical power system is composed of generation, transmission, distribution and utilization (load) parts. Although other parts of the system have been well researched enough to develop several models, the load models have received less attention. In this study, ANN(artificial neural network) load modeling technique with consideration of harmonics is introduced for more accurate power system analysis, and an application method of constructed ANN load model is proposed for the power flow calculation. Results of this research can be summarized as follows: The first, static characteristic experiments are performed for typical single load and characteristic experiments with harmonic source are also performed. Acquired data are used to construct single load model by ANN in consideration of harmonics. The second, each individual reactive power in a group load affects the aggregated load which is different from composition rate. A new method that determines the degree of impacts by adjusting the coefficient of weight factors of each load was proposed using the least squares error method. The effectiveness of proposed algorithm is demonstrated by simulating three aggregation cases. The third, application method of ANN load model was proposed for the power flow calculation. Through the case study, the results of the power flow calculation using proposed ANN load model were compared with traditional power flow calculation. When the applied load model was changed, result of power flow calculation was also changed. It means that the amount of generation will be changed and the load model influences on the power system planning and operating. Results of this research show more accurate load modeling method and resonable application techniques for the power flow calculation. Since precise data for power system analysis can be acquired, the proposed method will be used for power system planning and maintenance. For the future, numerous experiments are required for various load in better circumstance to understand more accurate characteristics of loads. Moreover, great interests and efforts in various power system applications such as complete harmonic load flow will be needed.