• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.97-97
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드 로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기 베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.117-117
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보 분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동 제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm 까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• Journal of Engineering Education Research
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• v.8 no.1
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• pp.5-19
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• 2005

This paper describes the design and fabrication of magnetic levitation kits for use in the hands on experiments of automatic control, digital control and microprocessor applications in the division of mechatronics in Samcheok university. The kits are developed inspired by MIT's design, but it is designed on the digital basis, whereas MIT's is designed on the analog basis. As a result, the kits can be monitored and controlled on the analog and digital control techniques. Furthermore, the cost of kit components is comparable or lower to that of MIT design. And the kits can be controlled with magnetic hall sensors and/or infrared sensors, which provides more versatile experience on the use of sensors and signal filtering to the students. The design is fabricated and tested by authors and will be provided to the students as lab projects. The kits will be intentionally presented with a device that is poorly instrumented and poorly compensated. And the students are expected to analyze sensor signal and controller performance, and then, perform compensator design and signal filtering.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.1
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• pp.111-119
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• 2017

In this study, deflection limits based on the vibration serviceability of guideway structures are proposed considering maglev train-guideway interaction. Equations of motion are derived for a simplified maglev railway. Feedback constants for the control of the electromagnetic force for levitation are optimized in order to minimize the airgap fluctuations. Deflection limits for a guideway are calculated for various operating speeds of a maglev train, span lengths of a guideway, and natural frequencies and damping ratios of the second suspension in order to satisfy the serviceability criteria for airgaps and for the vertical acceleration of a cabin. From the analysis results, proposed are requirements for the second suspension of maglev trains and deflection limits for guideway structures.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.19 no.1
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• pp.225-229
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• 2019

Magnetic bearings are widely used in vacuum and clean environments or in high-precision applications, because they have no mechanical friction and have stable dynamic characteristics. Despite the aforementioned advantages of magnetic bearings, their applications are generally limited due to the controller complexity. In this paper, we proposed a reduced-complexity digital controller for magnetic bearings. In addition, we analyzed and solved the problems, such as quantization errors in the analog-to-digital conversion and integral windup in a feedback controller, which are known as the main causes of performance degradation. Experiments showed that the proposed digital controller achieves a target magnetic levitation accuracy.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.13 no.3
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• pp.278-282
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• 2010

Since a power supply substation of the magnetic levitation train system includes a inverter which is necessary to change the frequency of power, it has a different characteristic comparing to any other railway system. Nowaday a study for determining rating of facilities constituting a power supply system and modeling that system is undergoing. In this paper, a analysis model for the power supply system of the magnetic levitation train using the 3-level inverter is proposed. And the analysis for output characteristic is performed using the PSCAD/EMTDC program. The control method about the output of 3-level inverter for supplying power to loads in magnetic levitation train system is also described.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.491-493
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• 2012

우리나라는 농업용수, 생활용수 등의 목적으로 여러 개의 호소 등을 설치하여 운영 중에 있다. 하지만 몇몇 호소들은 인구증가 및 산업발달로 인하여 매년 오염도가 증가하는 것으로 알려져 있으며, 특히 부영양화 현상으로 인하여 남조류가 과다번식 할 경우 호소 수질 및 수생태계에 악영향은 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 호소의 부영양화 현상을 제어하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있으며, 부영양화 현상을 발생시킬 수 있는 여러 제한인자 중 인(P)에 대한 관심이 많아지고 있는 실정이다. 부상분리의 일종인 DAF는 침전공정의 대안으로서 25년 전부터 유럽과 미국을 중심으로 정수 및 하수처리 공정에서 이용되어 왔다. 가압부상공법에서 발생되는 기포의 크기는 $50{\sim}100{\mu}m$ 정도로 부상물질인 스컴이 파괴될 가능성이 낮고 기포의 크기가 작아 공기의 용해효율이 높으며 대전작용, 물리적 흡착효과 등의 특징을 가진다고 알려져 있다. 또한 공기와 물 뿐만 아니라 Al 성분의 응집제인 PAC를 이용하여 버블을 발생시킬 경우 인의 제거 효율이 크다고 알려져 있다. 가압부상공법의 경우 응집 침전 공정과는 달리 발생되는 처리과정에서 발생되는 부산물을 외부로 유출 시킬 수 있기 때문에 호소 수질정화에 이용될 수 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 저수지의 형태와 유사한 반응조를 설계하여 DAF를 주입하는 실내실험을 진행하였으며, 이를 통해 호소수질 정화를 위한 DAF의 타당성에 대해 평가하기 위해 이루어졌다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 2000.10a
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• pp.322-322
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• 2000

This paper shows an application of H$_{\infty}$ control design for a magnetic suspension system which has strongly nonlinearity and parameter perturbation. The control design is evaluated by numerical simulations and experiments.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.9 no.4 s.35
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• pp.455-460
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• 2006

본 논문에서는 자속 궤환을 포함하는 자기부상 시스템의 open-loop 특성에 대해서 다룬다. 훌륭한 외란 억제 특성을 포함하고 파라메타 변동에 대해서 둔감한 제어기를 설계하기 위해서 자속 궤환을 이용하는 것이 효과적일 수 있다. 적절한 센서에 의해서 측정 가능한 자속은 전류와 공극의 시간 변화에 대해서 선형적인 관계를 가지고 있으며, 자속의 궤한은 자기 부상시스템이 본질적으로 갖고 있는 전기적 엑츄에이터와 기계적 플랜트 사이의 간섭에 의해서 발생하는 비선형성을 감소시키는 역할을 한다. 모의시험 결과를 통해서 자속의 궤환이 자기부상 시스템의 부하변동에 대해서 Open-loop 성능 향상에 효과적임을 보인다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.2D
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• pp.295-303
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• 2009

The purpose of present study is to examine the effect of guideway characteristics on runnability of low and medium speed maglev vehicle. Dynamic governing equation for 2-dof vehicle and optimal feedback control scheme are developed. And then the effect of vehicle speed, rail roughness, guideway deflection, continuity of spans, each span length on dynamic response of the UTM-01 maglev vehicle are investigated. From the numerical simulation, it is found that the gap between bogie and guideway does not increase greatly within design velocity of the vehicle. The response of vehicle are mostly affected by the guideway deflection rather than rail roughness. As a result of the present study, the runnability of maglev vehicle can be improved by reducing the maximum deflection of guideway and adopting the continuous girder systems.