해양구조물에 전기 안전사고가 급증하면서 전력시스템 고조파 분야가 최근 많은 관심 받고 있다. 이것은 주로 비선형 (또는 고조파 생성) 부하가 일반적인 산업플랜트 전력시스템에서 계속 증가되고 있기 때문이다. 해양플랜트에서는 전력시스템의 안전설계로 인하여 고조파 문제의 발생률은 낮지만, 고조파 문제에 대한 인식은 전력시스템 설계의 신뢰성을 향상시키는데 여전히 도움이 될 수 있다. 전력시스템에 고조파 문제가 드물게 발생되는 경우, 이는 생성된 고조파의 크기 혹은 전력시스템의 공진 때문이다. 이 고조파 비교분석에 관한 연구는 전력부하를 고려한 부유식 액화천연가스 생산·저장·하역 (FLNG) 설비의 하역 운전 시나리오에 대한 전기적인 구성으로 비교분석하였다. 전기적인 네트워크 구성은 전기적인 네트워크 부하 흐름에서 볼 수 있다. 본 연구는 해양플랜트 전력시스템의 안전을 보장하기 위해 전기 모터 시스템의 고조파 효율에 초점을 맞추어 전력시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한, 본 연구의 설계분야에서도 운전 및 유지·보수의 향상시키기 위해 FLNG 설비의 전력시스템을 분석하였다.

본 논문에서는 전동기 구동장치를 선정하여 리액터 용량 및 종류, 부하의 크기에 따라 고조파 왜형률 변화추이를 검토하여 선박 및 해양플랜트에 적용 가능한 최적의 용량선정 근거를 마련하였다. AC라인 리액터와 DC링크 리액터는 가변주파수 구동장치 입력전류의 고조파를 크게 저감시키는 역할을 하며, 동일한 효과를 얻기 위한 DC링크 리액터의 인덕턴스가 AC라인 리액터 인덕턴스의 약 1.7배가 되어야 한다는 것을 시뮬레이션을 통하여 고찰하였다. 소프터웨어 PSIM을 활용하여 각 상황에 따른 전류 고조파 왜형률을 분석하였다.

본 논문에서는 12펄스 정류기의 커패시터 중앙 DC버스에 개선된 보조전원장치를 설치하는 방법을 제안하였다. 11차 및 13차 고조파가 감소하는 이론적인 배경을 다루었으며 부하전류의 크기, 전원전압의 위상 및 크기, 커패시터 전압에 따라 개선된 보조전원의 파형 및 크기가 어떻게 제어되어야 하는지를 제시하였다. 기존의 구형파 보조전원장치를 적용한 경우는 전 영역에서 고조파 왜형률이 6~60[%]로 큰 편차를 보이지만 본 눈문에서 제안하는 개선된 보조전원장치를 적용한 경우 저 부하에서 고 부하에 이르는 전 영역에서 57~71[%] 라는 안정되고 뛰어난 고조파 왜형율 저감 효과를 보인다. 특히 10[%] 부하상태에서 기존방식은 고조파 왜형율 저감효과가 6[%]로 효과가 거의 없지만 제안된 방식은 71[%]라는 놀라운 저감성능을 보여주고 있다. 소프트웨어 PSIM을 활용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 유효성을 입증하였다.

다이오드 정류기가 AC-DC 컨버터로 산업현장에서 널리 응용되고 있다. 그러나 입력전류에 많은 저차고조파가 포함되어 전력변환 장치의 공급전압을 왜곡시켜 전력의 품질을 저하시키므로 이를 완화시킬 수 있는 적절한 설비가 필요하다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해 본 논문에서는 정류기의 출력단에 보조 전원장치를 설치하여 고조파를 저감하는 장식을 제안하였다.

전기추진선박의 추진시스템에 주로 사용되는 3상 정류기의 입력전류는 다양한 저차 고조파를 포함하고 있다. 이러한 고조파 저감을 위해서 대전력이 필요한 대형 선박에 사용되는 전력변환장치는 12펄스 출력의 정류기가 현재 사용되고 있지만 여전히 12±1차의 고조파가 발생되는 문제점이 있다. 또한, 속도 및 토크 제어기법으로 널리 사용되고 있는 직접토크제어기법의 경우에는 토크 리플이 심하고 전동기의 입력전류는 인버터의 스위칭에 의해 고조파를 크게 포함하고 있다. 본 연구에서는 직접토크제어기법을 이용하는 전기추진시스템의 12펄스 정류기에 보조 전원을 공급하여 고조파를 저감하고 토크 제어성능을 향상시켰으며 실선시스템 환경에서 시뮬레이션을 통해 그 유효성을 입증하였다.

전기추진시스템 분야에서 AC/DC 컨버터는 상대적으로 간단한 다이오드 소자를 이용하는 정류기가 가장 널리 사용되고 있으며 이 정류기는 입력 전류에 큰 고조파를 포함하고 있어서 고조파 저감을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 제안된 방식은 다이오드 정류기의 출력 전류를 정류기와 추진전동기 입력측에 주입하여 정류기와 추진전동기 입력 전류에 포함되는 고조파 성분을 줄이고 또한, 와이-델타 변압기를 정류기 및 추진전동기 입력회로에 설치되는 전류주입장치의 분배회로에 사용하여 주입전류와 전원 및 부하를 서로 절연함으로써 전류파형 개선과 전기적 안전성을 확보하였다. 제안한 방법을 현재 사용 중인 전기추진선박에서 적용하여 시뮬레이션 하였으며 기존의 전력변환장치와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

근래에 전기추진선박의 필요성이 대두되고 있으며 특수선박을 시작으로 건조가 증가되고 있는 실정이다. 하지만 선박은 운항 환경에 따라 추진기의 출력 토크 및 속도의 변동이 심하므로 전기추진시스템에 큰 영향을 미친다. 대표적으로 출 입항시, 정상상태의 대양 항해시, 황천 항해시에 선박 추진시스템의 토크 및 속도 변동이 짧지만 빈번하게 변동하게 되므로 전기추진시스템의 전력변환장치에서 전류 및 전압파형에 고조파가 크게 포함되어 발전기, 변압기, 컨버터, 인버터 및 추진전동기에 손실의 증가, 기기의 열화 및 토크 맥동 발생 등의 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 선박의 운항 환경에 따른 추진시스템의 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 함유율을 분석하였다. 분석 결과 저속 영역에서의 잦은 속도 및 부하 변동에 따라서 전동기에 공급되는 전류 및 전압 파형에 포함된 총 고조파 왜형율과 전동기의 토크 맥동이 증가됨을 확인할 수 있었다.

공진기형 제 2고조파소자(SHG)는 레이저 빔의 에너지 밀도가 높아 고내구성 박막이 필요하다. 본 연구에서는 광학박막 재료로 고융점 산화물인 ZrO2, TiO2, SiO2를 사용하였다. 반응성 스퍼터링 방법으로 제작한 ZrO2, TiO2, SiO2 박막을 XRD, SAM을 사용하여 분석하였고, 박막의 광학적 특성을 평가하였다. SHG 소자의 KTP 및 Nd:YAG 결정의 반사방지막(A/R 코팅)구성은 ZrO2와 SiO2를 사용하여 컴퓨터로 계산하였는데 기본파인 1064nm와 제 2고조파인 532nm에서 각각 0.1%, 0.5%이하의 반사율을 갖도록 하였다. 또한 고반사막(H/R 코팅)의 경우 1064nm에서 99.9%의 반사율을 갖도록 TiO2와 SiO2로 디자인하였다. 제작한 광학박막의 광학적 특성, 레이저 내구성(laser damage threshold), 온습도 안정성 실험 등을 통해 광학박막을 평가하였다.

Acoustical imaging has made brilliant progress in the medical science field, and has also made much progress in the nondestructive testing and under water acoustics applications since doctor Dussik brother has studied about possibilities of making images of brain by recording variations in the intensity of ultrasonic beam from head in 1937. In this paper an acoustical image is reconstructed with the power spectra analysed by impulse ultrasound wave generated by electrodynamic transducer(EDT). The EDT generates the impulse ultrasound of 77KHz in center frequency and 120KHz in bandwidth at -20dB by 1200V exciter in this experiment. The impulse ultrasound has the dominant frequency components of 47KHz, 177KHz, 110KHz and 155KHz. The U shape object is adopted in making an acoustical image. The resulted spectral acoustical images are different from the optical view of the U shape object. However the image reconstructed from 110KHz spectrum is very similar to the original optical shape of the object. Even KHz level impulse sound of 70μsec pulse width is found to be useful in reconstructing acoustical imaging improvement.

Generally, the distortion of the negative feedback amplifier is reduced by a factor equal to the return difference (1+β1A1), but the proposed feedforward amplifier is reduced by a factor equal to the square of the return difference (1+β1A1). In this paper, a feedforward amplifier with error correction is designed and implemented. So as to evaluate the characteristics of the harmonic distortion that the inverting feedforward amplifier is compared with that of the reference amplifier without feedforward error correction. It is confirmed that the proposed method should be able to reduce much greater than compared with a conventional negative feedback amplifier. Therefore it should be noted that the proposed feedforward amplifier network is also acceptable for wide-band amplifiers and the network which is demanded to improve the harmonic distortion.