• Title/Summary/Keyword: 관성에너지

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기술현황분석 - 전기적 관성모멘트를 이용한 제동장치 성능시험기 소개

  • Jeong, Dong-Su
    • 기계와재료
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    • v.25 no.3
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    • pp.130-136
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    • 2013
  • 철도차량용 제동장치 성능시험기는 제륜자의 마찰계수, 마모량, 열반점 등의 물리적 성질을 실차와 유사한 환경조건에서 시험을 수행함으로써 제륜자의 연구개발 및 성능평가의 목적으로 활용한다. 제륜자는 차량의 운동에너지를 열에너지로 변환한다. 성능시험기는 철도차량의 주행 운동에너지에 해당하는 관성질량으로부터 회전 운동에너지에 해당하는 관성모멘트를 조성하여야 한다. 공용 시험기에서 각종 철도차량에 대한 관성모멘트를 기계적 관성모멘트인 플라이휠로 모의하기에는 용량도 크고 구조가 복합하여 현실적으로 한계가 있다. 본 연구에서는 기계적 관성모멘트의 한계를 극복하고자 전기적 관성모멘트를 부가적으로 활용하는 기법을 제시하고 이를 적용한 시험기를 소개하고자 한다. 이러한 연구는 시험기의 외형적인 크기를 줄이고 또한 각종 철도차량에서 요구하는 정량적인 관성질량의 모의가 가능하리라고 사료된다.

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Design Optimization Method of Inertial Parameters of Serial Manipulators for Improving the Energy Efficiency (에너지 효율 향상을 위한 직렬형 머니퓰레이터의 관성 파라미터 설계 최적화 방법)

  • Hwang, Soon-Woong;Kim, Hyeon-Guk;Choi, Youn-Sung;Shin, Kyoo-Sik;Han, Chang-Soo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.11
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    • pp.395-402
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    • 2016
  • This paper presents a design methodology for improving the energy efficiency by considering the inertial properties of serial manipulators. This method employed is to put the inertia matrix, which has a critical effect on the equation of motion, into the constraints of the optimization problem. Through the optimization process, we propose a design algorithm that can double-check whether the optimized parameters satisfy the required performance or not by using an auxiliary index associated with the inertia and energy. Using this design algorithm, we were able to improve the energy efficiency by minimizing the torque. We applied this method to a 3 degrees of freedom serial manipulator and simulated it.

Control Algorithm for Wind Turbine Simulator with Variable Inertia Emulation (가변관성 모의 기능을 가진 풍력터빈 시뮬레이터의 제어 알고리즘)

  • 정병창;정세종;송승호
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.8 no.3
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    • pp.266-273
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    • 2003
  • A wind turbine simulator is developed for the emulation of variable input torque from the wind energy without actual rotor blades using motor-generator set. The torque command of dc motor is calculated from the characteristic equation of rotor blade during the change of wind speed. Especially the proposed control algorithm takes into account the fact that the moment of inertia of blade is much larger than that of driving motor. If you select the desired value of inertia, the stored/restored energy of the inertia during acceleration/deceleration can be compensated effectively resulting the only net torque is delivered to the generator. The simulator set-up has been designed and implemented using a do motor and drive. Feasibility of the proposed algorithm is verified by computer simulations and experiments.

Experimental Investigation of the Turbulent Effect on Settling Velocity of Inertial Particles in Open-channel Flow (개수로 흐름에서 난류가 관성입자의 침강속도에 미치는 영향에 대한 실험 연구)

  • Baek, Seungjun;Park, Yong Sung;Jung, Sung Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.171-171
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    • 2022
  • 난류 수체에서 관성입자의 침강속도는 정지 수체에서보다 빠르고, 그 침강속도의 증가비율은 입자의 관성력과 난류의 길이 스케일에 큰 영향을 받는다고 알려져 있다(Wang and Maxey, 1993; Yang and Shy, 2003; Wang et al., 2018). 본 연구에서는 개수로 흐름에서 난류의 영향을 받는 관성입자의 침강속도를 측정하고, 정지 상태의 침강속도에 대한 침강속도의 증가비율과 난류 인자의연관성에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 관성입자는 비중 1.35, 직경 300 ㎛에서 2000 ㎛까지의 구형 플라스틱(PE; polyethylene) 입자이며, 해당 입자들의 침강속도는 PTV(particle tracking velocimetry) 방식을 통해 측정하였다. 그리고 PIV(particle image velocimetry) 기법을 통해, 개수로 흐름의 난류 에너지 소산율(energy dissipation rate, ϵ)과 그에 따른 Kolomogorov 길이 스케일을 측정하였다. 실험 결과, 모든 직경 조건에서 플라스틱 입자는 난류 흐름에서의 침강속도가 정지 수체에서의 침강속도보다 빠름을 보였으며, 그 비율은 입자 직경이 난류의 길이 스케일과 유사하거나 작아질 때 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 유체 내에서의 관성입자의 거동에 대한 이론식과 비교하여 관성입자의 침강에 미치는 여러 힘들의 상대적 관계를 파악하였다. 본 연구의 결과는 자연 수체에서 미세플라스틱의 거동을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

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A Design of Linearized and Simplited Arm Dynamics for the Manipulator with a Paralled Drive Mechanism (평행사변형 구조를 갖는 매니퓰레이터 동역학의 선형화 및 단순화 설계)

  • 최진태;이병룡;정규원
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.5
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    • pp.855-861
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    • 1989
  • An inertia redistribution technique for liberalizing and reducing the complexity of manipulator dynamics with a parallel drive mechanism is presented in this paper. The dynamic design method is based on eliminating nonlinear terms, such as Coriolis, centrifugal and gravity torque in the kinetic and the potential energy of a manipulator. A set of design criteria regarding the inertia properties of links is derived. The resulting manipulator dynamics can be greatly simplified for each robot. This paper particularly presents that it is possible to completely linearize the manipulator dynamics with a parallel drive mechanism.

Power Control Techniques Using Secondary Excitation of Wound Rotor Induction Motor With Flywheel (플라이휠장치를 갖는 유도전동기의 2차 여자를 이용한 계통의 전력보상기법)

  • 김윤호;이경훈;박경수
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.342-347
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    • 2000
  • 최근 산업계에서 급증하는 전력수요와 부하의 다양화는 전원의 안정도에 악영항을 미치고 있다. 이는 전압강하는 역률 저하 유/무효 전력의 변동을 초래하고 타부하에 영향을 미치게 되므로 이를 효과적으로 보상할 수 있는 종합적인 보상 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 전력보상 시스템중의 하나로서 플라이휠을 장착한 권선형 유도기의 2차 여자방식을 제시한다. 본 시스템은 전동기 2차 여자방식을 이용함으로서 기존의 정지형 보상기에 비하여 인버터의 용량을 기존의 것보다 수배 감소시킬 수 있는 장점이 있으며 히스테리시스 전류제어기를 사용하여 직접 전류제어기를 사용하여 직접전류 제어방식을 이용하므로 기존의 시스템과 비교하여 PI제어기의 게인선정의 어려움을 극복하고 제어 알고리즘을 간략화 할 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한 전력을 보상하기 위한 에너지 저장요소로 플라이휠의 관성에너지를 사용함으로서 기존의 배터리 방식의 무정전 전원공급장치를 대신하는 효과를 보인다. 설계된 시스템과 제어방식은 시뮬레시션을 통하여 입증하였다.

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Research of Colonoscope Robot With Rotary Inertia Type Locomotion Mechanism (회전관성형 주행 메커니즘을 가진 내시경 로봇의 연구)

  • Lee, Jaewoo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.6
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    • pp.521-526
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    • 2016
  • This paper suggests a new design that makes use of rotary inertia that can allow autonomous movement of an autonomous colonoscope robot in the colon of a patient as a locomotive mechanism. As commercial colonoscopy causes a lengthy time of pain and discomfort to the patients when colonoscopy patients are reluctant to receive surgery, there is a tendency to avoid the test in the early diagnosis of colorectal cancer. To solve this problem, research has been conducted on the next generation of robotic colonoscopes that can reduce the discomfort and pain by moving autonomously within the colon of the patients. In the driving mechanism utilizing the rotational inertia, a flywheel is driven by a motor to store energy and produce rotational inertia. By the energy stored and released by the flywheel, the stick phenomenon that occurs when the robot is running in the intestine can be overcome effectively. To do this, a controller that can control the velocity of the flywheel and is robust to high frequency noise was designed and implemented. The driving mechanism using the rotational inertia presented here showed that the structure is also effective and the experiment can be run easily compared to another mechanism.