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유도전동기 모델링 및 다이나모 시스템에 의한 효율 성능평가 시험
김두일 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2024 국내석사
Electric motors account for more than 45% of global power consumption, and in this situation, improving motor efficiency by just 3% can save significant power. In this paper, countermeasures for management and diagnosis for high-efficiency oper- ation of three-phase induction motors are based on parameter information on the in- duction motor nameplate, parameter information calculated by the registration circuit, and parameters measured by testing of the dynamo system. Author intendeds to pres- ent information, etc. through mutual comparison/analysis process. In order to confirm the high-efficiency operation status of the three-phase induction motor, the efficiency measured by nameplate presentation, equivalent circuit-based cal- culation, and dynamo system was compared and analyzed for each parameter. For the applied three-phase induction motor, the efficiency indicated on the nameplate is 88.5%, the efficiency calculated by open-circuit and closed-circuit tests based on the equivalent circuit is 87.8%, and the error between the nameplate efficiency and the equivalent circuit efficiency is about 0.7%. The efficiency measured using the input power and mechanical power obtained by the power analyzer and dynamo system was confirmed to be 88.6%, which is about 0.1% different from the name plate effi- ciency, which means that the three-phase induction motor in question was purchased relatively recently. It was confirmed that it was not deteriorated. 전동기는 전 세계 전력소비의 약 45% 이상을 차지하고 있으며, 이와 같은 상 황에서 전동기 효율을 단 3%만 향상시켜도 상당한 전력을 절감할 수 있다. 본 논문에서는 3상 유도전동기의 고효율 운영을 위한 관리 및 진단에 대한 대응책 을 유도전동기 명판의 파라미터 정보, 등기회로에 의해 계산된 파라미터 정보, 그리고 다이나모 시스템의 시험에 의해 계측된 파라미터 정보 등을 상호 비교/분 석을 통하여 제시하고자 한다. 3상 유도전동기의 고효율 운영상태를 확인하기 위해 각 파라미터를 통해 명판 제시, 등가회로기반 계산, 다이나모 시스템에 의해 계측된 효율을 비교 및 분석 하여 판단하였다. 적용한 3상유도전동기에 있어서 명판에 표기된 효율은 88.5%, 등가회로기반으로 오픈회로 및 폐회로 시험에 의해 계산된 효율은 87.8%이며 명 판 효율과 등가회로 효율과의 오차는 약 0.7%이다. 그리고 전력분석계 및 다이나 모 시스템에 의해 얻은 입력전력과 기계적 전력을 이용하여 측정한 효율은 88.6%로 명판 효율과 약 0.1% 차이가 나는 것으로 확인하였으며, 이는 해당 3상 유도전동기는 비교적 최근에 구입한 것이거나 노후화되지 않은 것임을 확인하였 다.
아민 기능기가 첨가된 메조포러스 물질을 이용한 포름알데히드 제거 연구
현재 건강과 환경에 대한 관심이 점점 높아져가고 실내오염물질에 의해서 새집증후군에 의한 피해가 커저감에 따라서 실내공기질에 대한 문제가 사회적 이슈화 되고 있으며 이러한 실내오염물질을 제거하기 위한 기술이 다양하게 연구 중에 있다. 실내오염물질 중 포름알데히드는 저 농도에서도 인체에 유해한 물질로 적절한 제어 기술이 필요하다. 포름알데히드를 제거하기 위한 기술 중 흡착제를 이용한 제거 방법은 높은 처리 효율과 흡착제의 재사용에 따른 운전비용의 절감 등으로 효과적인 기술로 평가 되고 있다. 본 연구에서는 흡착을 통하여 실내오염물질 중 포름알데히드를 제거하는데 목적이 있다. 흡착제로는 메조포러스 물질을 이용하여 표면에 amine group을 개질시켜 10~40℃의 온도범위에서 포름알데히드를 제거하였다. 메조포러스 물질의 활성도를 높이기 위하야 다양한 표면에 다양한 amine group(APTES, AEAPMDMS, AEAPTMS)을 개질시켜 수행하였으며, 온도에 의한 영향을 알아보았고 포화흡착양을 측정해보았다. 또한 제조한 흡착제의 구조 및 표면특성 등을 알아보기 위해 BET, XRD, 원소분석을 사용하여 흡착제의 특성을 조사하였고 측정은 검지관을 이용하였다. 그 결과 포름알데히드 제거율은 MCM-41 > SBA-15 > XPO-2412 > Zeolite(HY) 순으로 나타났다. 메조포러스 흡착제의 경우 넓은 표면적에 의하여 amine group이 증가할수록 흡착율이 증가하였으며(APTES > AEAPMDMS > AEAPTMS), Zeolite와 XPO-2412 경우에는 급격한 표면적 감소에 의해 AEAPMDMS가 가장 흡착율이 좋았다. 온도에 의한 영향은 30℃에서 가장 흡착율이 좋았으며 온도가 증가할수록 흡착율이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 아민기가 첨가된 메조포러스 물질이 포름알데히드 제거에 이용 될 수 있음을 확인하였다.
한국인과 백인에서 성별 및 종족간에 Quinidine에 의한 QT 연장 효과의 차이
연구배경 및 목적: 약물에 의한 QT간격의 연장은 torsades de pointes라고 불리는 심실부정맥을 초래하고 이로 인한 사망을 초래할수 있는 심각한 약물부작용의 하나이다. 각개인에서 이 부작용에 대한 감수성은 여러 가지 유전적요인 및 환경적요인에 의해서 달라질 수 있는 것으로 알려져 있어 이러한 요인에 의해 개인간 뿐만 아니라 종족간에도 감수성의 차이가 있으리라 기대 되어진다. 그러나 이러한 부작용의 특성을 이해하기 위한 연구는 미미한 편이며 특히 한국인에서는 잘 계획된 전향적인 임상연구가 전혀 이루어지지 않은 실정이다. 또한 종족간에 이러한 차이를 규명한 연구도 현재까지 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 한국인 남녀 피험자를 대상으로 quinidine에 의한 QT 간격연장 효과를 평가하고 동일한 방법으로 백인에게서 얻어진 연구결과와 직접 비교하므로써 남녀간 및 종족간에 따른 QT 간격 연장효과를 비교 분석하여 약물에 의한 심실부정맥의 발생에 관여하는 요인으로서 남녀 및 종족간의 차이가 어떤영향을 미치는 지를 규명하고자 하였다. 연구대상 및 방법: 본 연구는 남녀 피험자를 대상으로 이중맹검법에 따라 위약 및 quinidine에 대해 무작위 교차시험법으로 시행하였다. 우선 건강한 한국인 남녀 각 12명을 대상으로 Quinidine (4㎎/㎏)을 20분에 걸쳐 일정한 속도로 정맥주입 후 24시간까지 경시적으로 채혈 및 뇨를 취하였으며, 매 채혈 바로 직전에 12 유도 심전도를 측정하였다. 혈장 및 뇨에서 각각 quinidine농도는 고압액체크로마토그라피를 이용하여 측정하였으며, 심전도상에서 QT 간격은 12 유도의 QT간격 중 가장 큰 것을 측정하였고 심박수에 따른 차이를 보정하기 위해 Bazett's 방법으로 보정된 QT (QTc)를 산출하여 이를 자료 분석에 이용하였다. 측정된 혈장 및 뇨중 quinidine 농도값으로 부터 약동학적 파라메터의 분석은 WinNonlin을 이용하여 noncompartment 방법으로 분석하였으며 약력학적 파라메터는 전체 집단아군에서 얻어지는 혈장농도 및 QTc 간격 자료를 취합하여 NONMEM 프로그램을 이용하여 집단약력학적 분석을 통해 구하였다. 대조군으로 총 13명에서 얻어진 백인의 자료는 동일한 방법에 의해 측정된 혈장 및 뇨중 약물농도 데이터 및 동일한 방법으로 측정된 QTc자료를 구하여 직접 비교 분석하였다. 비교군간의 약동학 및 약력학적 차이는 Wilcoxon signed rank test 및 95% 신뢰구간의 비교 등을 이용하여 통계적 유의성을 검정하였다. 결과: 한국인 및 백인 모두에서 여성 피험자는 상대적으로 혈장 최고 quinidine 농도가 상대적으로 낮았으며 이의 청소율은 남자에 비해 높은 것으로 나타났다. 하지만 남녀간의 약동학적 차이는 통계적으로 유의한 수준은 아니었다. 모든 약동학적 파라메터는 한국인 및 백인간에 유의한 차이를 보이지 않았다. Quinidine 투약 전 측정된 기초 QT간격의 집단평균은 두 종족 모두에서 상대적으로 여자에서 남자보다 높았으나 (한국인 440 vs 407 msec, 서구인 431 vs 409 msec) 이러한 차이는 개인간의 매우 다양한 차이로 인해 통계적으로 유의성은 인정되지 않았다. 집단평균 △Emax는 백인에서 한국인에 비해 컸으며 (210 msec vs 137 msec), EC50도 백인에서 한국인에 비해 큰 것으로 나타났다 (2040 ng/ml vs 1280 ng/ml). 서구인에서는 평균 EC50 및 △Emax가 여자가 남자보다 각각 현저하게 컸으나 이러한 차이가 한국인에서는 발견이 되지 않았다. 그러나 이러한 모든 차이는 통계적 유의성은 인정되지 않았다. 결론: 이상의 연구로부터 quinidine에 의한 QT간격 연장에 대한 개인간 감수성에 있어서 성별 및 종족간에 다르게 나타날 가능성이 있으며 이러한 차이는 약동학적 차이에 기인하는 것은 아닌 것으로 같다. 아울러 향후 qunidine에 의한 심실부정맥의 유발요인으로 성별 및 종족간의 차이를 규명하기 위해서는 대규모 환자를 대상으로 하는 연구가 필요하다고 생각된다. Background: Drug-induced QT prolongation has been known to be influenced by genetic factors and environmental factors, suggesting the possibility of interindividual and ethnic difference of QT prolongation. No controlled clinical trial has been addressed to drug-induced QT prolongation in Korean population. We evaluated quinidine-induced QT prolongation and its pharmacokinetics in Koreans and compared to those in 13 Caucasian subjects. Methods: Twenty-four Korean subjects (12 men and 12 women) received a single intravenous dose of quinidine (4mg/kg) over 20 minutes or placebo in a double-blind randomized crossover trial. The plasma quinidine concentrations were measured by HPLC, and QT intervals measured were corrected for heart rate using the Bazetts formula. The population pharmacodynamic parameters were estimated by using NONMEM. Results: Female subjects tend to have lower Cmax and higher clearance than those of male subjects, but their differences were not significant statistically. There were no significant differences of quinidine pharmacokinetics between Koreans and Caucasians. The population average of QTc interval at baseline was consistently longer for women than for men without statistical significance in both ethnics. The Emax in Caucasian subjects was greater than that of Koreans (210 msec vs 137 msec), but estimated EC_50 values were also higher in Caucasians than in Koreans. In Caucasians, the average EC_50 and Emax of female subjects were far greater than those of male subjects, suggesting higher QT prolongation in female subject compared to male subjects, especially at high quinidine concentration. Conclusion: These results suggest that gender and ethnicity are expected to in part contribute to the individual susceptibility on quinidine-induced QT prolongation, but not likely to be related to the pharmacokinetic differences. Further extended population study on drug induced QT prolongation would be helpful to clearly understand the effect of ethnicity and gender to this cardiac side effect.