• 제목/요약/키워드: 고회전

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자이로를 이용한 수중로봇 자세제어장치의 구조와 제어 (Structure & Control of Positioning Control System for Underwater Robot Using Gyro)

  • 김준홍
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.657-660
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    • 2000
  • 전력연구원은 원자로 내부에 적용하기 위한 소형경량의 수중로봇을 개발하기 위한 준비작업으로 자이로를 이용한 수중로봇 조향장치를 개발하고 있다 이장치는 자이로 3개를 조합한 모듈을 서보가 회전시켜 일정한 방향으로 서보의 회전속도에 비례하는 회전토크를 발생하도록 고안되었다 발생된 토크는 작용/반작용의 원리에 의해 서보가 부착되어있는 로봇본체에 작용한다. 이장치를 이용하면 수중로봇의 중심에서 Yaw와 Pitch를 제어할 수 있는 토크가 발생하고 좁은 공간에서 신속한 자세변환이 가능하다 본 고에서는 자이로 조향장치의 구조와 이론적 배경 및 시뮬레이션 결과를 소개한다.

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속도 검출기 없는 유도전동기의 고성능 all-digital drive system의 구현

  • 유호선;이상훈
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.36-48
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    • 1997
  • 본 원고에서는 극 좌표계를 기준으로 하여 추정기를 구성함으로써 속도 검출기가 없는 유도전동기의 회전자 자속 및 회전 속도를 정확히 추정해 내고, 다시 이 정보를 이용하여 유도전동기를 고성능으로 제어할 수 있는 드라이브 시스템의 구현 과정과 이를 이용한 간단한 실험 결과에 대하여 소개하였다. 본 원고에서 제시한 몇가지의 실험 결과들은 소프트웨어의 알고리즘에 의하여 전동기의 회전축에 부착된 속도 검출기는 충분히 대치될 수 있음을 말해주는 것이므로, 속도 검출기가 가격과 내구성 등에서 실제적으로 산업 현장에 적용하기에 많은 문제점을 안고 있다는 점을 감안할 때 그 유용성을 입증하는 것이다.

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매입형 영구자석 동기전동기의 구동방식에 따른 회전자 형상 설계 (A rotor design according to drive in Spoke type motor)

  • 표세호;이현;장기봉;김규탁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.720_721
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    • 2009
  • 일반적으로 BLDC 모터는 고효율 고토크의 특성을 가지고, 넓은 속도 범위에 걸쳐 높은 효율을 유지 하고 제어가 용이하므로 널리 사용 되고 있다. 이러한 BLDC 모터는 구동 원리에 의해서 역기전력의 파형이 구형파를 가지는 것이 유리하다. 또한 BLAC 모터는 효율, 역률, 전력밀도 및 토크 밀도가 높은 장점을 가지고 정현파 역기전력을 요구한다. 매입형 영구자석형 동기전동기 중 할박 구조로 인해서 자속을 집중 시키는 Spoke type 모터의 회전자 표면은 철심으로 이루어져 있기 때문에 회전자 표면의 형상을 Arc설계를 통해서 형상 최적화가 가능하다. 회전자 표면의 Arc 설계를 통해서 공극의 자속밀도 분포의 변화를 줄 수 있어 BLDC 구동 시 요구하는 구형파 역기저력 파형과 BLAC 구동 시 요구되는 정현파 역기저력 파형을 Arc 설계 각도에 따라 다르게 발생 시킬 수 있다. 이를 통해서 역기전력을 형태를 구형파와 정현파 형태를 가지도록 설계하여 BLDC와 BLAC 구동 시에 성능을 FEA를 통해서 비교 평가 하여, 구동 방식에 따른 Spoke type IPM 모터의 형상 설계방법을 제시한다.

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전송선로 이론을 이용한 회전기내 부분방전 검출 센서 해석 및 설계 (Design of Partial Discharge Sensor using Transmission Line Theory in Rotating Machine)

  • 허창근;강동식;정현교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.49-51
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    • 2004
  • 고전압 기기의 절연물 내부에서 부분방전 현상이 발생되면 절연파괴로 진전된다. 회전기기가 운전중인 상태에서 on-line 부분방전시험은 고정자 권선의 절연상태를 검사, 평가 할 수 있는 중요한 수단으로서 이러한 부분방전시험을 통하여 회전기기 시스템의 사고예방을 위한 진단을 할 수 있다. 부분방전 펄스는 10MHz $\sim$ 1GHz의 대역폭을 갖는 것으로 알려져 있으며, 이러한 고주파 대역의 전자파 에너지의 효과적인 검출을 위한 센서 중 하나로 웨이브가이드 구조의 고주파 검출센서가 존재한다. 기존의 전자기적 에너지를 검출하는 SSC (Stator Slot Coupler)센서를 한쪽 포트를 가지는 마이크로스트립센서 형태로 사용할 경우 접지면이 도체전체로 씌워져 있고 임피던스 정합을 위한 50옴의 칩저항이 신호라인과 접지사이 루프를 형성하여 기기 운전시 기기의 성능에 영향을 미칠 수 있는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 보완하기 위해서 본 논문에서는 회전기내 부분방전 펄스의 전자기적 에너지를 검출할 수 있는 2선 평행 전송선로 라인을 응용한 부분방전 검출 센서를 제안하였고 시뮬레이션을 통해 성능을 입증하였다. 제안된 센서의 성능을 입증하기 위하여 2선 평행 전송선로 타입의 센서와 기존의 SSC (Stator Slot Coupler) 센서를 약간 변형시킨 마이크로 스트립 센서를 고정자 슬롯의 Wedge 부착한 후 두 센서 비교 분석하였다. 결과적으로 제안된 센서는 기존 SSC 타입의 마이크로스트립 센서에 비하여 더 간단한 형상을 가지며 운전 중 기기의 성능에 영향을 덜 미치는 효과를 얻을 수 있었다.

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넘어지는 노인과 안 넘어지는 노인의 척추와 하지의 관절가동범위의 비교 (Comparison of Spine and Lower Extremities Range of Motion Between in Elderly Fallers and Nonfallers)

  • 박현기
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.8-15
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    • 2000
  • 이 연구의 목적은 노인들 중, 넘어지는 사람들(fallers)과 안 넘어지는 사람들(nonfallers)의 경부, 체간, 하지의 관절가동범위를 측정하여 비교하는 것이다. 본 연구대상은 남자 6명, 여자 22명, 나이 65세에서 88세의 노인으로 독립적으로 활동할 수 있는 사람들을 두 개의 집단으로 한 사람씩 면접을 통해 분류하였다. 대상자 선정 이전 일년 동안 한번 이상 넘어진 경험이 있는 사람들을 넘어진 사람들로 규정, 그리고 넘어진 경험이 없는 사람들을 안 넘어진 사람들로 정의하였다. 관절가동범위는 각도기로 측정하였고 미국 정형외과 학회(American Academy of Orthopaedic Surgeons)의 표준화된 가동 범위 측정방법을 사용하였다. 넘어진 사람들과 안 넘어진 사람들의 연구 결과의 차이를 알아보기 위하여 양측 독립성 t-검정을 사용했다. 연구결과, 넘어진 사람들과 안 넘어진 사람들간의 관절가동범위 중 흉요부의 굴곡, 신전, 우측굴곡, 좌측굴곡, 그리고 우측회전과 좌측회전, 고관절부의 신전, 내전, 외측회전과 내측회전, 그리고 족관절의 배굴에서 유의한 차이가 있었다. 이와 같은 결과는 체간, 고관절부 그리고 발목의 유연성이 노인들의 균형을 유지하는데 영향을 준다고 말할 수 있다.

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고준위폐기물 다발의 배열구조변화에 따른 가압경수로(PWR)용 고준위폐기물 처분용기의 구조해석 (A Structural Analysis of the Spent Nuclear Fuel Disposal Canister with the Spent Nuclear Fuel Basket Array Change for the Pressurized Water Reactor(PWR))

  • 권영주
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.289-301
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    • 2010
  • 가압경수로(PWR)에서 배출되는 고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분하기 위하여 여러 구조적 안전성 평가 수행을 통하여 처분용기모델이 개발되었다. 기존에 설계 개발된 가압경수로용 처분용기 모델은 구조적으로 처분용기 내부에 정사각형 단면의 네 개의 고준위폐기물 다발이 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 배열된 형태를 취하고 있다. 그러나 이와 같은 배열 형태가 최선의 구조인지는 아직 결정할 수 없다. 왜냐하면 나란한 배열구조의 처분용기는 정사각형 다발단면의 외곽모서리와 외곽 쉘과의 거리가 가장 짧아 경량화를 위한 단면 직경 축소에 한계가 있기 때문이다. 따라서 처분용기 단면 중심에 대하여 대칭형이면서 나란하게 배열된 네 개의 고준위폐기물 다발 각각을 각 다발의 중심에 대하여 일정 각도 회전하여 처분용기 단면 중심 면에 대하여 대칭성을 유지하면서 고준위폐기물 다발이 배열된 처분용기구조에 대한 구조안전성 평가가 매우 필요하다. 비록 지금까지의 연구에 이러한 회전된 다발의 배열단면을 갖는 처분용기는 발견되지 않지만 처분용기모델들의 구조적 안전성 비교 연구를 위해서 고준위폐기물 다발이 회전된 배열단면 변화에 따른 처분용기에 대한 구조해석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 네 개의 고준위폐기물 다발이 각각 다발의 중심에 대하여 일정각도 회전하여 처분용기 중심 면에 대하여 대칭적으로 배열된 단면의 가압경수로용 처분용기에 대하여 구조해석을 수행하였다. 구조해석을 수행한 결과 기존의 설계 개발된 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 고준위폐기물 다발이 배열된 단면의 처분용기보다 다발의 중심에 대하여 일정각도(30~35도) 회전하여 처분용기 중심 면에 대하여 고준위폐기물 다발이 대칭적으로 배열된 단면의 처분용기가 구조적으로 좀 더 안정성이 있음이 밝혀졌다.

고밀도화 페라이트 자석을 이용한 매입형 영구자석 동기기의 특성 해석 (Analysis of Interior Permanent Magnet Synchronous Machines using Thin Type Ferrite Magnet)

  • 임영훈;황선익;장석명
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.858-859
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    • 2011
  • 고성능과 고효율 전동기인 매입형 영구자석 동기기에 사용되고 있는 희토류계 영구자석은 높은 가격과 수급 문제로 인해 최근 이슈화 되고 있다. 희토류계 영구자석을 대체하여 페라이트 영구자석을 적용할 수 있지만 낮은 잔류자속밀도로 인해 고출력을 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 그러나 최근 높은 잔류자속밀도를 가진 고밀도화 페라이트 자석이 출시되면서 이를 적용한 매입형 영구자석 동기기의 특성을 해석할 필요성을 가지게 되었다. 본 논문에서는 고밀도화 페라이트 자석을 이용한 매입형 영구자석 동기기의 특성 해석을 하였다. 특히 영구자석의 재질 변경으로 인해 동기기의 토크와 토크 리플의 변화를 비교하고 코깅 토크에 의한 변화도 비교하였다. 또한 매입형 회전자내에 영구자석의 형상을 1층 및 3층으로 적용하여 구조에 따른 해석을 통해 특성을 비교함으로서 고밀도화 페라이트 자석의 효율적인 적용을 얻기 위한 회전자 구조를 선택하고자 한다. 또한 이를 통해 고밀도화 페라이트 자석의 적용 가능성을 예측하고자 한다.

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고효율 인버터의 확산모형 및 회피비용 분석에 근거한 적정지원금 산정 (Determination of a proper subsidy based on analysis of diffusion model and avoided cost of high efficiency inverters)

  • 백정명;이병하;김정훈;황성욱;원종률
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.159-161
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    • 2007
  • 전 세계적으로 에너지 소비가 지속적으로 증가하고 BRICS 국가들의 경제 발전으로 인하여 빠르게 에너지가 감소하고 있다. 또한 에너지기후협약에 따른 온실가스 감축에 대해 관심이 증가되고 있는 가운데 에너지효율을 높이기 위한 노력이 증가되고 있다. 고효율 인버터는 에너지절간 가능부하 전동기에 인버터를 설치하여 회전속도를 감소시킴으로서 소요 동력이 회전수의 3승에 비례해서 감소해 에너지를 크게 절감할 수 있는 기기 이다. 본 연구에서는 고효율 인버터의 확산모형과 인버터 설치시 회피비용에 거하여 적정한 지원금 산정 방안을 분석하여 제시한다.

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위치 검출기가 없는 영구 자석 전동기의 제어 Part II - 매입형 영구자석 전동기 (Control of Permanent Magnet Motor without any Rotational Transducer Part II - Interior Permanent Magnet Motor)

  • 하정익;설승기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1062-1064
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    • 2000
  • 본 논문은 위치 및 속도 검출기가 없는 매입형 영구자석 전동기(interior permanent magnet motor, 이하 IPMM)의 위치 제어 기법에 관한 것이다. IPMM은 기본적으로 자기적인 돌극성(magnetic saliency)을 가지고 있지만, 그것은 부하 조건에 의해 쉽게 변하는 특성을 가지고 있기 때문에 제어 성능이 쉽게 떨어질 수 있다. 본 논문에서는 기존의 방법과 같이 그 돌극성. 혹은 임피던스 차이를 이용한다. 하지만, 회전자 위치 정보를 나타내는 임피던스 차이를 극대화하고 어떤 부하 조건에서도 성능을 유지하기 위한 고주파 신호 주입 방법이 제안된다. 제안된 방법은 IPMM의 위치 및 속도 검출기가 없는 센서리스 제어를 가능하게 한다. 단위 전류 당 최대 토오크 제어도 제안한다. 제안된 방법을 위해 다양한 부하 조건에서 IPMM의 토오크와 고주파 임피던스 특성을 분석한다. 그 특성을 기본으로 하는 속도 및 위치 추정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 회전자 위치와 관련된 고주파 임피던스 성분을 추출한다. 실험 결과를 통해 여러 부하 조건에서 제안된 방법의 성능을 확인하였다.

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공작기계기술의 현재와 미래(2) (Machine Tool Technology;The Present And The Future(2))

  • 강철희
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.5-17
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    • 1995
  • 기술과 과학이 끊임없이 발달되고 있는 가운데 생산기술과 생산공업도 비약적으로 발달되고 있다. 공작기계에 대한 요구사항은 일반적으로 고정도화, 고속도화 그리고 고능률화 나아가서는 자동화이다. 다시 말해서 더욱 좋은 품질(고정도화)과 저렴한 가격(고능률화)의 제품을 빨리 사용자에게 공급(고속화)할 수 있고, 다양한 제품을 만들 수 있는 공작기계가 요구되는 것이다. 고능률화 또는 고속화를 위해서는 고속절삭가공을 실현해야하며 그러기 위해서는 Spindle(주축)의 회전수를 높이고 각 축의 이송 속도가 빨라야 되며 절삭 이송을 고속화하여야 한다. 그리고, 머시닝센터에서는 공구를 자동으로 교환하는(ATC)을 신속히 해야 한다. 이와 같은 고속 공작기계에 대한 요구는 점점 많아지고 있으며 공작기계전시회가 열릴때마다 고속도화는 점점 진전되고 있다. 최근에는 주축의 회전수가 10,000$min^{-1}$은 보통이고 최고 40,000$min^{-1}$이상에 도달하고 있다.

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