• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1550-1551
• /
• 2011

본 논문은 가정에서 사용하는 중 저압용 차단기의 차단 능력을 향상시키기 위한 방법에 초점을 두었다. MCCB의 차단 능력은 MCCB내부 부품들의 재료나 형상 그리고 배열 등 여러 요소에의해 결정된다. 특히 본 논문에서는 MCCB 그리드의 형상을 변화하여 소호시간을 단축하는 방법을 제안하였다. 사고에 의해 차단기가 작동하게 되면 차단기 내부 접점에서 Arc가 발생하게 된다. 이때 발생된 Arc에의한 2차 사고를 방지하기위해, Arc를 빠른 시간에 소호시켜야한다. Arc가 발생하게 되면 Arc내부는 도체처럼 전류가 흐르게 되는데 이 전류에 의해 소호부의 그리드를 따라 자속이 형성된다. 그리드의 형상에 따라 Arc 기둥 주변에 불균형적인 자속이 유도되고 이 불균형한 자속에 의해 Arc 주변에는 불균형한 로렌츠힘이 발생하여 일정 방향으로 힘이 작용하게 된다. 이때 발생한 로렌츠힘 에의해 Arc 기둥은 그리드 방향으로 소호된다. 분석을 위해 유한요소법을 이용한 시뮬레이션을 사용하였고 그리드 형상 변화를 통해 일정방향으로 로렌츠힘이 변화 전보다 증가한 결과를 얻었다. 본 논문의 내용에 추가로 그리드 내부에서 자속의 이동을 효율적으로 전달하기위한 방법을 연구하면 더 큰 로렌츠힘을 얻어 소호시간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.249-249
• /
• 2011

전력용 개폐장치인 진공차단기의 차단부가 송배전 시스템에 30 [kA] 정도의 커다란 사고전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 동작될 때 차단부 내부 전극 사이에 25,000 [K] 이상의 아크 플라즈마가 발생하게 된다. 두 전극 사이에 발생된 아크 플라즈마는 약 10 ms~20 ms 동안 지속되다가 교류전원의 전류영점 부근에서 회복된 절연성능으로 인하여 자연스럽게 소멸되지만, 대전류 구간동안 아크 플라즈마의 집중 현상 등에 의하여 전극의 심각한 손상 등이 발생되면 절연성능이 요구된 만큼 회복되지 못하여 사고전류를 차단하지 못하며 시스템에 연결된 기기들에게 심각한 손상을 입히고 정전사고를 일으킨다. 본 연구에서는 전자계-열유동 연성해석기법을 이용한 축자계 진공차단부에서 발생하는 아크 플라즈마의 3차원 수치해석을 통하여 전극의 심각한 손상을 입히는 아크플라즈마의 집중 현상에 관한 축자계의 영향을 고찰하고자 한다. 수치해석을 위한 아크 영역은 양극과 음극의 직경과 같은 직경의 원기둥으로 가정하였고, 전자계 해석으로부터 얻어진 로렌츠 힘과 줄열을 열유동 해석을 위한 Navier-Stokes 방정식의 파라미터로 입력하여 해석을 수행함으로써 전자계와 유체역학적인 영역을 동시에 연계한 순차적 일방향 연성해석 기법을 적용하였다. 컵형 축자계 진공차단부 내 아크영역에서의 로렌츠 힘의 특성과 온도분포에 대하여 수치해석을 수행하였고, 크기가 다른 두 로렌츠 힘에 의하여 양극표면으로 집중되는 온도분포의 크기를 비교함으로써 진공아크 플라즈마의 집중현상에 영향을 미치는 주요 요소를 규명할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.22 no.10 s.175
• /
• pp.195-201
• /
• 2005

A laterally driven electromagnetic microactuator (LaDEM) is presented, and a micro-optical switch is designed and fabricated as a possible application. LaDEM provides parallel actuation of the microactuator to the silicon substrate surface (in-plane mode) by the Lorentz force. Poly-silicon-on-insulator (Poly-SOI) wafers and a reactive ion etching (RIE) process were used to fabricate high-aspect-ratio vertical microstructures, which allowed the equipment of a vertical micro mirror. A fabricated arch-shaped leaf spring has a thickness of $1.8{\mu}m$, width of $16{\mu}m$, and length of $800{\mu}m$. The resistance of the fabricated structure fer the optical switch was approximately 5$\Omega$. The deflection of the leaf springs increases linearly up to about 400 mA and then it demonstrates a buckling behavior around the current value. Owing to this nonlinear phenomenon, a large displacement of $60{\mu}m$ could be measured at 566 mA. The displacement-load relation and some dynamic characteristics are analyzed using the finite element simulations.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.15 no.11
• /
• pp.93-99
• /
• 1998

We present a novel micropump of which pumping mechanism is based upon MHD (Magnetohydrodynamic) principle. The MHD micropump uses Lorentz force as pumping source. In the MHD micropump, Lorentz force is applied into initially stagnant conducting fluid to drive it in magnetic and electric field to flow in both directions. The performance of the MHD micropump is obtained by measuring the pressure head difference and flow rate as applied voltage changes from 10 to 60 V DC at 0.19 and 0.44 Tesla. The pressure head difference is 18 mm at 38 mA and the flow rate is 63 ${\mu}{\ell}$ /min at 1.8 mA when the inside diameter of inlet/outlet tube is 2 mm and the magnetic flux density is 0.44 Tesla.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2009.10a
• /
• pp.307-308
• /
• 2009

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.53-59
• /
• 2010

In this paper, we propose a novel chaotic micromixer of which mixing mechanism is based upon magnetohydrodynamic (MHD) multi-vortical flow generation in a simple straight microchannel. In the microchannel of the micromixer has electrodes patterned on two side walls and bottom wall. Lorentz forces are variously induced by changing applied voltages at the patterned electrodes in order to pump and mix conductive fluids in the microchannel. Three-dimensional computational fluid dynamics simulations were conduced to characterize mixing behaviors inside the MHD micromixer. The mixing efficiencies were also evaluated for the various flow conditions.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.25 no.6
• /
• pp.143-149
• /
• 2008

This paper presents the results of the study on the novel micro mixer. Existing micro mixer is classified as active mixing and passive mixing by the mixing principles. Both mixing principles have problems. For solving these problems, this research has developed the novel micro mixers based on a totally different principle compared with former mixers. They not only have a simpler structure than former ones but also are able to achieve high mixing efficiency in spite of low power consumption due to using Lorentz Force. In addition, they are designed to increase the efficiency of mixing by changing the rotating direction of fluid with a polar switching circuit. Driving forces of the mixer are Lorentz force and a moving force of fluid due to electrophoresis. Because the efficiency of mixer is affected by electrode shape, several models have been made. The computer simulation has been made to estimate the efficiency of each mixer.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.750-755
• /
• 2005

This paper proposes a small VCM (Voice coil motor) type actuator using curved suspensions for auto-focusing and zoom motions for mobile information devices. 1'he proposed focusing actuator adopts a nontraditional type of suspension using curved beams in order to extend output displacement within small height restriction. The curved beam is similar to the leaf spring type which is usually used in optical disk drives. In addition, three different materials are considered for the curved suspension model, and Aluminum shows the best dynamic characteristics. The proposed zoom actuator does not use a suspension supporting bobbin but a moving rail and a sloper mechanism by generating rotational force at lens holder. The sensitivity of design parameters on output performance is studied using ANSYS (3D FEM tool). Experiments using a prototype of the proposed actuator model verified the analytical prediction and performance.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
• /
• v.14 no.11
• /
• pp.1147-1152
• /
• 2004

The objective of this work is to develop a new design method to find optimal coils, especially the optimal coil configuration of an optical pickup actuator. In designing actuator coils, the developed Lorenz force in the coils along the desired direction should be made as large as possible while forces and torques in other directions should be made as small as possible. The design methodology we are developing is a systematic approach that can generate optimal coil configurations for given permanent magnet configurations. To consider the best coil configuration among all feasible coil configurations, we formulate the design problem as a topology optimization of a coil. The present formulation for coil design is noble in the sense that the existing topology optimization is mainly concerned with the design of yokes and permanent magnets and that the optimization of actuator coils is so far limited within shape or size optimization. Though the present design methodology applies to any problem, the specific design example considered is the design of fine-pattern tracking and focusing coils.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
• /
• 2002.12a
• /
• pp.80-81
• /
• 2002

MR(magnetoresistance)은 물질의 저항이 자기장에 의해 변하는 물리적인 변화(physical MR)와 기하학적인 요소, 즉 sample의 모양과 contact의 크기 등에 의한 변화(geometric MR)의 합으로 나타낸다.[1] Physical MR은 자기장에 따른 비저항 또는 이동도(mobility)의 변화로 나타낼 수 있고, geometric MR은 로렌츠 힘에 의해 전류의 흐르는 방향이 변하면서 일어난다. 본 연구에서는 physical MR이 거의 없는 반도체(InAs)와 비교적 큰 physical MR을 가지는 반도체(HgCdTe)의 geometric factor를 고려한 MR의 향상에 대하여 연구하였다. (중략)