• 한국자기학회지
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• 제9권1호
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• pp.48-54
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• 1999

자기부상형 리니어 모터와 비접촉 구동에 의한 크린룸 환경용 물류 운송장치를 개발하기 위하여 접촉 없이 완전하게 부상되는 자기부상레일을 개발하고자 하였다. 영구자석의 같은 극을 마주보게 배치할 때 생성되는 작용력에 의한 부상 특성을 파악하고, 해석을 통하여 외력 변화에 강인하고 부상위치의 변화가 작은 반발부상형 레일을 설계·제작하였다. 개발된 부상 레일은 고정자석 양면에서 서로 반발되게 자석을 배열하여 부상하는 구조로 상호 반발력에 의하여 평형이 이루어지기 때문에 부상체에는 횡력만 작용하게 된다. 부상계에서 발생되는 횡력은 부상체의 부상 중심 위치에 반발력을 이용한 보조자석을 설치하여 제어하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.38-45
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• 2020

아진공 튜브 안을 부상한 상태로 주행하는 캡슐트레인은 공기저항력 및 마찰력을 획기적으로 줄임으로써 초고속 주행이 가능하다. 캡슐트레인에서 부상방식으로 사용되는 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극이 커서 인프라 건설비용이 저렴하고 별도의 부상제어가 필요 없는 장점이 있지만, 부상·안내 공극의 변화가 크고 부상 및 안내력에 댐핑 특성이 작아 주행 안정성 및 승차감을 악화시킬 수 있다. 본 연구에서는 초전도 유도 반발식 부상방식에 기반한 캡슐트레인의 동특성 해석 모델을 구축하고 이를 활용하여 캡슐트레인의 주행 특성을 분석하였다. 먼저 초전도 유도 반발식 부상에 있어서 동특성에 중요한 영향을 미치고 속도 및 공극 변화에 따라 비선형적인 특성을 보이는 부상 및 안내 강성을 도출하였고, 이러한 강성이 반영된 캡슐트레인의 3D 동특성 해석 모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용하여 캡슐트레인의 속도별 주행 특성이 승차감에 미치는 영향과 곡선 주행, 튜브 처짐 및 튜브 연결부 단차 등과 같은 주행 환경이 차량의 동특성 및 주행 안정성에 미치는 영향을 검토하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1159_1160
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• 2009

본 논문에서는 초고속 자기부상열차의 유력한 후보가 될 수 있는 초전도 반발식 자기부상의 특성을 연구하기 위한 반발력을 3차원 유한요소 자기 해석을 통하여 계산하고 분석하였다. 본 해석의 결과에 따르면 움직이는 부분이 없는 정지형 시험기는 반발식 자기부상시험기로써 적용될 수 있다.

• 한국자기학회지
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• 제4권2호
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• pp.106-113
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• 1994

초전도 반발식 자기부상열차의 동특성을 해석하기 위하여 외력에 의하여 대차가 기울어진 경우에 차량에 가해지는 전자력을 계산하였다. 집중부하방식의 열차에 있어서 크게 나타나는 단부효과 를 고려하기 위하여 공극자속의 형태에 대한 가정없이 자속분포를 계산하였으며, 대차의 옆질(roll), 뒷질(pitch) 및 편주(yaw)시의 전자력특성과 복원토오크를 검토하였다. 6개의 초전도자석이 탑재된 대 차가 차량의 양쪽에 설치된 열차에 대해서 계산한 결과, 토오크의 방향은 차량을 안정하게 하는 방향 으로 나타나서 본 자기부상시스템은 기본적으로 안정한 시스템임을 보여주고 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권4호
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• pp.76-83
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• 2003

To cope with stringent performance targets requested in many fields spanning the whole range of industry, the driver is necessary to realize large dynamic range as well as nano resolution, manipulate the mover orientation without additional driver, and be suitable for clean environment. As one of those purposes, authors have developed the planar precision stages with the integrated operating principle of levitation and propel. In this paper, we discuss potential of magnetic suspension technology by comparing various features of non-contact planar stages, that is, repulsive type of surface actuator and attractive type of surface actuator.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.36-42
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• 2002

This paper presents two actuators for levitation using repulsions of permanent magnet and two magnetic levitation tables using the actuators. Here, one actuator for levitation consists of one fixed magnet and one moving magnet, and the other actuator consists of two fixed magnets and one moving magnet. The moving part of the magnetic levitation table contains the moving magnets. repulsive forces caused by the permanent magnets are linearized, and then the equation of motion of the moving part of the table is derived. Using the equation of motion, stability conditions of the moving part are deduced. The stability conditions are analyzed for positional relations of the moving magnets and the minimum number of active control required for stable system. As a result, in the each case of magnetic levitation tables, the requirements for stabilization are expressed by the positional relations and the number of the active controls.

• 전기의세계
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• 제43권3호
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• pp.18-28
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• 1994

현재까지 개발되고 있는 자기부상열차는 상전도 방식과 초전도 방식의 2종류로 대별 할 수 있다. 즉 상전도방식은 상전도 전자석에 의한 흡인력에 의해 지상에서 1cm정도를 부상하여 주행하는 시스템으로 영국의 버밍행공항의 People mover, 독일의 Transrapid, 일본의 HSST, 우리나라의 한양대, 자기 부상열차사업단, 대우중공업, 현대정공의 EXPO전시운행선등이 개발되어 있다. 초전도방식으로는 초전도전류에 의한 반발력에 의해 10cm이상 부상되어 운행되는 시스템으로 MLU 시스템이 있는데 지진이 심한 일본에서 개발되었다. 영국의 버밍햄공함의 People mover는 1984년부터 실용화되어 무인자동운전시스템으로 10년간을 아무 문제 없이 운행되고는 있지만 선로길이 620m 정도의 소규모 저속운송시스템에 지나지 않는다. 반면 독일의 Transrapid시스템은 31.5km의 트랙을 설치하여 시속 450km까지 운행을 계속하여 현재 15만km정도의 운행실적을 올리고 있다. 최근 독일내각은 함부르크-베를린 사이의 290km에 이르는 선로를 2005년까지 완공하기로 결정을 내리고 금년 상반기에 착공을 할 예정이다. 따라서 세계적으로 실용화단계에까지 도달한 대규모 고속시스템으로는 단연 Transrapid시스템을 꼽을 수 있다. 이에 Transrapid사와 미국, 일본등의 각 국에서 그간 세밀하게 조사하여 검토한 자료를 상세하게 소개하므로써 신교통시스템으로서의, 자기부상열차의 적합성과 개발의 타당성 및 당위성을 제시하여 이 분야에 관심있는 분들에게 참고는 물론 우리나라의 개발방향 설정에 유익한 자료가 되었으면 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.125-132
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• 2002

This paper shows an experimental magnetic levitation table using one degree-of-freedom active control. The magnetic levitation table using repulsions of permanent magnets was theoretically presented already. Thus the objective of this paper is to prove stable levitation with only one degree-of-freedom active control experimentally. For the design of the system, at first, permanent magnets are selected. Secondly, the spring constants of the virtual spring are obtained by simulation. Thirdly, the moving magnets are arranged using a stable layout relation. Fourthly, a linear voice coil motor is designed. Finally, the magnetic levitation system is manufactured. The phenomenon of stable levitation in the manufactured table is proven by means of dynamic time and frequency responses. The differences between the theoretical natural frequencies and experimental ones are analyzed. Also, stable range in the control direction is shown experimentally.

• 한국초전도저온공학회지:초전도와저온공학
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• 제1권2호
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• pp.38-48
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• 1999

용융공정으로 제조한 YBCO 고온 초전도체는 임계전류밀도가 높기 때문에 외부자장을 강력하게 반발한다. 영구자석과 YBCO 초전도체간의 부상력을 이용하면 무접촉으로 회전할 수 있는 베어링을 제작할 수 있다 고온 초전도체 무접촉 베어링은 고에너지 효율의 플라이휠 에너지 저장장치에 활용된다. 초전도 베어링은 전자석을 이용한 자기 베어링에 비해, 위치 제어 시스템 없이 중량물을 공중에 띄워 회전시킬 수 있는 장점이 있다. 플라이휠 에너지 저장장치는 무공해의 환경 친화적인 기술로, 용량과 규모, 에너지 입출력 양과 시간을 조절하기 쉽다. 또한, 장소설정에 제한이 없으므로 에너지를 필요로 하는 장소에 자유롭게 설치할 수 있고, 에너지밀도가 다른 저장시스템에 비해 상대적으로 높다. 현재 선진 각국에서는 에너지의 효율적 저장 및 활용을 위해 고온 초전도체 베어링을 이용한 플라이휠 에너지 저장장치를 국가적 중점 사업으로 개발 중이며 2000년 초에 실용화될 전망이다. 본 논문에서는 고온 초전도체의 자기 부상력, 플라이흴 에너지 저장장치의 개념설계 및 개발동향에 대해 요약하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.643-651
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• 2020

공기 저항이 적은 아진공 상태의 튜브 안을 주행함으로써 초고속주행이 가능한 캡슐트레인은 부상 공극이 커서 인프라 건설 비용 절감에 유리한 초전도 유도 반발식 부상을 채택하고 있다. 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극을 크게 할 수 있고, 별도의 공극 제어가 필요 없는 장점이 있는 반면, 공극 변동량이 크고 부상력에 댐핑 특성이 작기 때문에 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화 될 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 차량의 주행 동특성에 기반한 주행안정화장치를 설계하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 동특성을 모사하고 주행안정화장치의 성능을 사전에 검토할 수 있는 1/10 스케일의 축소형 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 대차의 모션을 구현할 수 있는 6 자유도 스튜어트 플랫폼, 주행안정화장치가 적용된 2차 현가장치 및 차체로 구성되어 있다. Jaschinski가 제안한 동특성 상사 법칙에 따라 축소 시험장치를 제작하였고, 가이드웨이 불규칙도와 부상 강성이 반영된 대차 모션 구현 알고리즘을 적용하였다. 제작된 시험장치를 이용한 실험을 통해 얻어진 결과와 수치해석 결과와의 비교를 통해 시험장치의 성능을 검토하였다.