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문제 정의

• 본 해설기사는 전력설비 통풍기 날개각 제어작동기 국산화를 위한 것으로서 본 시스템을 수학적인 방법으로 해석 및 모델링하여 제어 응답특성을 분석하고, 기존 시스템에 대한 역설계(Reverse engineering)의 관점에서 시스템 응답에 크게 영향을 주는 기존 파라미터 값들의 타당성 조사를 소개하였다.

가설 설정

• 피스톤이 중앙에 놓여 양쪽 챔버의 체적이 같다고 전제 할 때 안정성 문제가 더욱 심각하므로 이 가정은 유용한다. 그림 4에서 보이듯이 두 개의 체적의 합은 일정하고 피스톤 위치에 무관하다.
• 해석을 간단하게 하기 위해 초기에 피스톤은 중앙에 위치해 있다고 가정한다. 즉,

제안 방법

• 여기서 밸브유량압력계수 K_ce 는 표. 1에서 사용한 값을 100%로 하여 최대부하압력 근방에서 값이 증가할 때(200%)와 최소부하압력 근방에서 값이 작을 경우(50%)를 조사하였다. 이득여유에서 미미한 변화 외에는 크게 영향을 미치지 않는 것을 볼 수 있다.
• 밸브유량압력계수 K_ce 도 실제로는 부하압력에 따라 변하는 값이므로 밸브유량압력계수의 영향을 표 3과 같이 조사하였다. 여기서 밸브유량압력계수 K_ce 는 표.
• 국내 대용량 화력발전소에는 해외 제작사에서 제작한 180여대의 제어작동기를 전량 수입하여 사용하여 왔으나 예비품의 적기 확보곤란으로 이상사고 발생시 신속대처가 불가한 형편이다^1,2). 이에 해당부품국산화를 위한 기초연구로서 본 시스템을 수학적인 방법으로 해석 및 모델링하여 제어 응답특성을 분석하고, 기존 시스템에 대한 역설계(Reverse engineering)의 관점에서 시스템 응답에 크게 영향을 주는 기존 파라미터 값들의 타당성을 Matlab 시뮬레이션을 통하여 조사한다.

대상 데이터

• 대용량 보일러 통풍기의 날개각 제어작동기의 구성은 그림 2과 같이 2단기어와 기계식 서보밸브, 액추에이터로 구성되어 있다. 여기서 2단기어는 큰 직경의 기어와 작은 직경의 기어가 하나의 몸체로 되어있는 것을 말한다.

데이터처리

• 앞 절의 모델링을 이용하여 선형해석의 결과를 보기 위하여 Matlab으로 시뮬레이션 하여 보드선도와 스텝응답, 니콜스선도를 얻었다. 시뮬레이션에 사용된 매개변수 값들을 표 1에 나타낸다.

성능/효과

• 본 시스템은 유량게인이 최대일 때 이득여유가 32.7dB로 매우 안정한 시스템이며 기존의 파라미터들이 최적으로 선정되었음을 확인하였다. 유량게인이 작아질 때 정정시간이 길어지고 이득여유는 증가하였다.
• 5와 같이 조사하였다. 여기서 정체체적 V_t 는 표 1에서 사용한 값을 100%로 하여 0.5배와 2배로 증가시켰을 때 본 시스템에서는 정정시간에는 변화가 없었고, 이득여유는 약간 감소하였으나 고유주파수는 크게 감소하므로써 외부부하에 따라 불안정해질 수 있는 소지를 남겼다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
2단기어	대용량 보일러 통풍기의 날개각 제어작동기에서 2단기어는 무엇인가?	대용량 보일러 통풍기의 날개각 제어작동기의 구성은 그림 2과 같이 2단기어와 기계식 서보밸브, 액추에이터로 구성되어 있다. 여기서 2단기어는 큰 직경의 기어와 작은 직경의 기어가 하나의 몸체로 되어있는 것을 말한다. 목표값 설정용 디스크의 각도를 시계방향(통풍기 날개 열림)으로 미소 변위시켰을 경우에 슬라이딩 운반자에 의해 그림 2의 2단기어는 왼쪽으로 수평으로 당겨진다.
대용량 보일러 통풍기의 날개각 제어작동기의 구성	대용량 보일러 통풍기의 날개각 제어작동기의 구성은?	대용량 보일러 통풍기의 날개각 제어작동기의 구성은 그림 2과 같이 2단기어와 기계식 서보밸브, 액추에이터로 구성되어 있다. 여기서 2단기어는 큰 직경의 기어와 작은 직경의 기어가 하나의 몸체로 되어있는 것을 말한다.
기계식 서보 밸브	기계식 서보 밸브의 특징은?	이러한 날개각의 제어를 위해 유압기기가 사용되고 있는데 그 중에서도 기계식 서보 밸브가 주로 사용되고 있다. 이 서보밸브는 특성상 사용자가 작은 힘을 주어 입력위치를 변화시켰을 때 큰 힘으로 출력변위를 원하는 위치까지 변화시켜 줄 수 있다. 국내 대용량 화력발전소에는 해외 제작사에서 제작한 180여대의 제어작동기를 전량 수입하여 사용하여 왔으나 예비품의 적기 확보곤란으로 이상사고 발생시 신속대처가 불가한 형편이다1,2).

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