Seok-Min Kim

학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :전자공학과,2020. 2본 논문은 다단 H-bridge 멀티레벨 컨버터와 모듈형 멀티레벨 컨버터의 스위치 고장 허용 제어 기법을 제시한다. 일반적인 멀티레벨 컨버터의 허용 제어는 추가로 설치된 단위 모듈을 이용한다. 본 논문에서 제안하는 허용 제어 기법은 전력반도체소자의 고장이 발생하여도 추가 단위 모듈을 사용하지 않고 3상 선간 전압과 전류의 평형을 효과적으로 유지할 수 있다. 제안하는 허용 제어 기술은 추가적으로 교차 변조 기법을 적용하여 고장 상황 시에 발생되는 모듈 간 전달 전력의 극심한 불균형 문제를 해소한다. 제안하는 허용 제어 기법은 개방성 고장과 단락성 고장 모두를 대응하기 위한 두 가지 방법으로 구성된다. 전력반도체소자의 수명은 온도에 기인하며 스위칭 손실은 온도를 높이는 열원으로 변환된다. 본 논문은 전력반도체소자의 수명을 연장하기 위해 모듈형 멀티레벨 컨버터의 스위칭 손실을 저감하면서도 높은 품질의 전압과 전류를 출력할 수 있는 변조 기법을 제안한다. 제안하는 변조 기법은 스위칭 손실 저감을 위한 불연속 구간을 포함하며 해당 불연속 구간은 서브모듈의 커패시터 전압을 극심하게 변동 시키는 요인이다. 서브모듈 간 전압 균형 제어를 유지하기 위해 제안하는 변조 기법은 불연속 변조와 재구성된 사인파 변조를 교차로 수행한다. 불연속 구간에 의해 스위칭 손실을 효과적으로 저감하면서도 각 서브모듈의 커패시터 전압을 균등하게 유지할 수 있으며 기존의 변조 기법과 유사한 품질의 전압과 전류를 출력할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 기법은 다양한 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 성능과실현 가능성을 검증한다.제 1 장 서 론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 연구의 목적 7 1.2.1 멀티레벨 컨버터의 고장 허용 제어 7 1.2.2 멀티레벨 컨버터의 스위칭 손실 저감 8 1.3 논문의 구성 9 제 2 장 모듈형 멀티-셀 컨버터 10 2.1 다단 H-bridge 멀티레벨 컨버터 10 2.1.1 다단 H-bridge 멀티레벨 컨버터 회로 구조 10 2.1.2 다단 H-bridge 멀티레벨 컨버터의 전압 변조 12 2.2 모듈형 멀티레벨 컨버터 23 2.2.1 모듈형 멀티레벨 컨버터 회로 구조 23 2.2.2 모듈형 멀티레벨 컨버터의 전압 변조 25 제 3 장 다단 H-bridge 컨버터의 스위치 고장 허용 제어 30 3.1 다단 H-bridge 컨버터의 스위치 고장 분석 30 3.2 중성점 천이 기반 허용 제어 기법 32 3.3 3상 CHMC의 스위치 고장 대응을 위한 변조 기법 37 3.3.1 개방성 및 단락성 스위치 고장 허용 제어 38 3.3.2 개방성 스위치 고장 허용 제어 40 3.3.3 서브모듈 간 전력 균등 분배를 위한 교차 변조 42 3.4 시뮬레이션 결과 분석 45 3.5 실험 결과 분석 50 제 4 장 3상 MMC의 스위치 고장 허용 제어 55 4.1 모듈형 멀티레벨 컨버터의 스위치 고장 55 4.2 3상 MMC의 스위치 고장 대응을 위한 변조 기법 59 4.2.1 Sorting 알고리즘 기반 대체 서브모듈 선택 기법 59 4.2.2 선택적 중성점 천이 기법 61 4.2.3 Sorting 알고리즘과 CB-PWM 기반 대체 서브모듈 선택 기법 63 4.3 시뮬레이션 결과 분석 67 제 5 장 MMC의 손실 저감을 위한 하이브리드 변조 기법 74 5.1 MMC의 전기적 모델 74 5.2 스위칭 손실 저감을 위한 하이브리드 변조 기법 77 5.2.1 하이브리드 변조 기법의 원리 77 5.2.2 커패시터 전압 균등 분배를 위한 모듈 간 교차 변조 80 5.3 시뮬레이션 결과 분석 85 5.3.1 하이브리드 변조 기법의 출력 특성 85 5.3.2 스위칭 손실 분석 88 5.4 실험 결과 분석 90 제 6 장 결론 및 요약 95 참고문헌 98DoctoralThis thesis presents switch fault-tolerant strategies for cascaded H-bridge multilevel converter (CHMC) and modular multilevel converter (MMC). The proposed tolerant methods are categorized in two different methods to handle open- and short-circuit faults separately. Most of fault-tolerant methods uses the reserved submodules installed in a multilevel converter. The proposed tolerant method in this thesis can maintain the balanced three-phase line-to-line voltages and currents without reserved submodules under faulty switch condition. Additionally, the rotation scheme is introduced to mitigate unbalanced power distribution among submodules. The life-time of a power semiconductor relies on its temperature and switching loss is converted as a source of the temperature. This thesis proposes a modulation method for MMCs to reduce the switching loss while the MMC produces high quality output voltage and current. The proposed modulation scheme includes discontinuous modulation period to reduce the switching loss, however, the period causes severe deviation of submodule capacitor voltage. In order to balance the submodule capacitor voltage, the proposed method conducts rotation method using clamping operation and reconfigured sinusoidal modulation both. By applying the clamping operation, the MMC can reduce the switching loss effectively and maintain balanced capacitor voltages. In this thesis, the effectiveness of the proposed control methods is verified by the simulation and experimental results

Development of a novel microorganism screening system for the isolation of unculturable bacteria

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고정화 리파제를 이용한 중쇄 지방질의 합성 및 동적 해석

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 생물공학과, 1991.8, [ ix, 147 p. ]Enzymatic synthesis of medium chain glycerides (MCGs) was studied by using capric acid (decanoic acid) and glycerol as the substrates for an immobilized lipase (Lipozyme). Quantitative analysis of the reaction mixture was conducted by using a reverse phase HPLC, which enabled the exact tracing of the glyceride synthesis. The esterification activity of Lipozyme was determined at 40℃ in an open batch reactor. The synthetic activity for the capric glyceride was about 400 units per gram of Lipozyme where one unit is defined as one unit is defined as one μ Imole of fatty acid consumed (transformed into glycerides) per minute, while the activity for the oleic glyceride was about 200 units per gram of Lipozyme. Maximum initial reaction rate was obtained at 50℃ for capric and 60℃ for oleic glyceride synthesis. The time courses of the capric glyceride synthesis were analyzed in terms of different molar ratios, from which we infer that this enzyme is 1,3-specific, but not absolute, in this esterification reaction. The final conversion was greatly influenced by various water removing methods, among which the cold trap method resulted in a noticeable improvement. Dehydrated Lipozyme was prepared by storing it in the $P_2O_5$ desuccator for 4 weeks at room temperature. When we compared the esterification activity of dehydrated Lipozyme with that of intact one, the dehydrated Lipozyme did not show any activity during the first 4 hrs, but after this period, reaction proceeded at a similar rate compared to intact one, which implies that the dehydrated one can retain original activity but a certain amount of water is required for its catalytic activity. For the study of reaction kinetics, dynamic analysis was conducted. As this lipase shows 1,3specificity, a simple consecutive reaction model was suggested and a set of linear differential equations was developed. From the time course of the closed batch reaction, the kinetic constants were estimated by solving this simultaneous ...한국과학기술원 : 생물공학과

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물질전달 효과가 고정화 포도당 이성화 효소의 충진식 반응기 설계에 미치는 영향

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 생물공학과, 1978.2, [ [viii], 61 p. ]Using the immobilized glucose isomerase, the effect of diffusional limitation on the observed kinetics of immobilized enzyme system were studied. The specific activity of this enzyme was determined as 150 units per gram of enzyme matrix, the thermal inactivation of this enzyme follows the first order decay, and the decay constant was determined as 0.00080 $hr^{-1}$, which corresponds to the half life of about 36 days at 65 ±0.5 ℃. The steady state conversion was examined as a function of the space time in the packed bed reactor. The apparent Michaelis constant, Km(app), in the differential reactor system was determined as 0.42 M, which was more than 15 times greater than the value in the batch system. And the maximum reaction rate, Vm(app), was 0.19 Mol/l-min, which is about 20 times lower than the value in the batch system. These data suggest that this immobilized glucose isomerase may be highly diffusion controlled. Therefore, the effect of superficial velocity on the apparent kinetic behavior of this enzyme was studied. The results showed that the apparent Michaelis constant of the forward reaction, i.e. Kmf(app) and Vmf(app) varied significantly with the change of superficial velocity, while the kinetic constants for the reverse reaction slightly varied only. Using these data, computer simulation was carried out and we found that the overall reaction rate of this enzyme was significantly affected by the change of superficial velocity in the packed bed reactor. Recognizing the importance of these data, several packed bed reactors were designed. These reactors have different ratio of height to diameter, H/D, but packed with the same amount of immobilized enzyme and 1.0 M of substrate solution was passed with same space time at the flow rate of 0.6 - 1.25 ml/min. The performance of these reactors, usually expressed as the productivity, were examined as a function of varying H/D ratio. As was expected from the simulation data, the productivity of this reactors ...한국과학기술원 : 생물공학과

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