한국지진공학회논문집 (Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea)

  • 제7권2호
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  • Pages.85-92
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  • 2003
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  • 1226-525X(pISSN)
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  • 2234-1099(eISSN)
한국지진공학회 (Earthquake Engineering Society of Korea)
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건전도 감시용 자립형 계측유닛을 위한 진동발전시스템

Vibration Powered Generator System for Stand-Alone Health Monitoring Sensor Unit

  • 최남섭 (여수대학교 전자통신ㆍ전기공학부) ;
  • 김재민 (여수대학교 건설환경공학부)
  • 발행 : 2003.04.01
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초록

본 논문에서는 교량의 건전도 감시용 자립형 계측유닛을 위한 교량의 상시진동을 이용한 진동발전시스템을 제시하였다. 본 연구에서는 전기자 반작용의 영향을 최소화한 새로운 구조의 진동발전기를 제안하고, 기계적 및 전기적인 설계식을 유도한 다음, 시험용 진동발전기를 제작하였다. 또한, 매우 작은 발전 전류의 축전시스템에 대하여 고찰하고 개선점을 도출하였다. 축전시스템에 대한 고찰 결과, 정류기에 사용된 다이오드 특성이 충전과정에서 지배적임을 밝혔다. 마지막으로, 진동발전시스템 모델에 실측 남해대교 가속도 데이터를 적용한 시뮬레이션과 실내 실험을 수행하였고, 제작된 시험용 진동발전기의 적용성과 효용성을 확인할 수 있었다.

This paper presents an electric power generating system for stand-alone health monitoring sensor unit of bridge structure based on ambient vibration of bridge. In this paper, a novel electric power generator which has minimum effect of armature reaction is proposed. The related mechanical and electrical design equations are obtained, and a pilot generator has been implemented. In addition, the charging system for extremely low generator current is discussed, and some improvements are identified for the system. This investigation reveals that diode characteristics of rectifier is dominant factor in the charging process. Finally, both the simulation, which uses real measurement data of the Namhae bridge as input of the pilot generator, and indoor test are carried out. The results showed the applicability and effectiveness of the stand-alone vibration powered generator.

키워드

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