• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.4
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• pp.256-264
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• 2010

In this paper, a digital controller of magnetic bearing system for a high vacuum turbomolecular pump (TMP) is designed and examined. For stabilizing and providing damping in magnetic bearing, the digital PID controller is applied for each 5 control axes, and the inter-axis cross feedback controller is also applied to suppress low frequency vibration caused by gyroscopic moment of the rotor at high speed of rotation. The fabricated rotor-shaft has its first flexible natural frequency lower than maximum speed, about 614Hz, so the two lead filters are applied to increase damping of flexible mode. Notch filters with rotating frequency were selected to reduce vibration of the pump housing caused by unbalance load. The implemented controllers are verified by examination of frequency response and rotating test up to 40,000 rpm, which is higher than critical speed of backward flexible mode.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.15-15
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• 2010

고진공영역에 사용되는 터보분자펌프, 이온펌프, 크라이오펌프 등의 특성평가 장치의 신뢰성을 확보하기 위해서는 신뢰성이 검증된 이온게이지를 이용한 고진공 측정기술이 확보되어야한다. 본 발표에서는 고진공펌프 특성평가를 위한 유량계와 평가기술에 대한 국제적인 동등성을 확립하고 검증하기 위해 한국표준과학연구원에서 수행해오고 있는 고진공 및 초고진공분야의 국제비교 및 ISO/TC 112 위원회 활동에 대해 소개한다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.219-229
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• 1996

In the free molecular flow range, the pumping performance of a turbomolecular pump has been predicted by calculation of the transmission probability employing the integral method and the test particle Monte-Carlo method. The velocities of molecules incident upon a moving blade are given by the random numbers, which are sampled from the Maxwell molecular velocity distribution function. The present results agree quantitatively with the previous known numerical results. For a multi-stage pump, the velocity profile of molecules between two blade rows is not Maxwell distribution. In this case, the Monte-Carlo method is employed to calculate the overall transmission probability for the entire set of blade rows. When the results of the approximate method combining the single stage solutions are compared with those of the Monte-Carlo method for the pump having six rows at C=0.6, the approximate method overestimates as much as 36% in the maximum compression ratio and 19% in the maximum pumping speed than does the Mote-Carlo method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.21-21
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• 2010

본 개발에서는 초고속 복합 분자펌프 구동을 위한 디지털 구동장치를 설계하였다. BLDC구동을 위한 디지털 제어 시스템의 핵심제어 보드 설계 및 모듈 설계를 하여 보드제작 및 기본성능평가를 하고 고속 회전 실험을 하였다. AMB의 구동 특성을 파악하였으며 AMB 구동을 위한 와전류식 변위 센서의 구동 특성을 파악하였다. 와전류식 변위 센서의 거리측정 방법을 구현하였으며 AMB와 와전류식 변위센서 구동부를 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.91-91
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• 2011

본 개발에서는 초고속 복합 분자펌프 구동을 위한 디지털 구동장치를 설계 하였다. 초고속 모터구동을 위한 핵심제어 보드 설계 및 모듈을 설계하여 기본성능을 평가하였다. 또한 초고속 전동기 운전시 급가속 성능을 향상 하기 위해 홀센서에 의한 위치측정 오차를 최소화하는 관측기를 설계하여 모터제어기를 설계하여 고속회전 시험을 하였다. AMB 구동을 위한 전류제어기를 제작하여 성능시험을 하였다. AMB 구동을 위한 와전류식 변위센서 구동부를 설계 제작하였다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.1 no.1
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• pp.41-45
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• 2002

In modem manufacturing, new applations and technologies demand smaller, and functional devices to replace large systems. As miniaturization becomes a necessity, many companies are interested in small pumps for use in creating ultra-high vacuum, but past efforts to develop such systems have failed due to problems with vibration, stress, heat and power consumption. This paper shows analysis-based design techniques for high vacuum turbomolecular pump by finite element analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.93-93
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• 2011

고진공 펌프 국산화의 일환으로 터보분자 펌프와 크라이오 펌프 개발이 진행 중이다. 크라이오 펌프 개발은 기계연구원, 우성진공(주), 국민대학교가 연합해서 수행하고 있다. 올해 9월말에 끝나는 1단계 마지막 3차 년도에는 두 고진공 펌프 모두 시제품을 완성하고 성능을 입증해야 한다. 이를 위해 고진공 펌프 개발과 별도로 진공 펌프 종합특성평가 시스템 개발도 표준과학연구원 주도로 진행되고 있는데 크라이오 펌프 평가 시스템은 원자력연구원이 담당하고 있다. 완성된 크라이오 펌프 성능평가 장치는 상온 기준 5${\times}$10-11 mbar의 기저압력을 보이고 있어서 초고진공 영역에서 크라이오 펌프 운전성능을 평가할 수 있는 준비를 마쳤다. 현재 크라이오 펌프 냉동기는 전반적으로 목표 설계치에 근접한 냉각성능을 나타내고 있는데 예를 들면 2차 냉각단 냉각능력이 10 K, 10 W로 대형 크라이오 펌프를 제작하기에도 충분하다. 활성탄 어레이도 여러 모델들을 자작하여 배기성능을 시험해 보았으므로, 최종적으로 3,600 L/s 급에 적합한 어레이를 만들고 이를 개발된 냉동기에 얹고 열차폐와 몸통을 씌워 펌프로서의 운전성능을 평가하는 일이 남아있다. 시제품은 상용품과 달리 기기가 차지하는 공간이 크고 부대설비가 복잡해서 운전성능 평가 장치에 부착해서 실험하기 어려울 수도 있으므로 기계연구원 현장에서 진공 게이지와 기체도입구만 부착한 마구리 플랜지를 펌프 흡기구 위에 달고 간이로 배기속도를 측정하는 것도 고려하고 있다. 이 경우는 표준용기를 사용할 때보다 배기속도가 과대평가되므로 이를 보정해 주는 방안을 마련해 놓아야 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.365-365
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• 2011

현재 지식경제부의 전략기술개발사업의 일환으로 진행 중인 "초고진공펌프 개발" 과제 중 제 3 세부 과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제에서 추진된 연구결과를 소개한다. 국내 초고진공펌프 개발 수준의 선진화를 위한 기본적인 초석은 현존하는 모든 진공 발생 장치의 국제적 신뢰성이 있는 완벽한 성능평가의 구현에 있다고 할 수 있다. 현재 한국표준과학연구원에서 구축되고 있는 저진공/고진공펌프의 성능평가장치의 개요를 소개하면서 향후 크라이오펌프 및 터보분자펌프의 개발 및 상용화 단계에서 필요한 국제적 규격 및 내부적 가이드라인을 기 수행되고 있는 측정 데이터베이스에 근거하여 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.141.1-141.1
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• 2014

오일 증기의 제트를 분사하여 잔류가스를 배기하는 오일확산펌프는, 구조가 간단하여 고장이 적고 저렴하며 소음 및 전기노이즈가 적게 발생하는 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 오일의 증기압에 의해 그 도달압력이 10-9 Torr 이상으로 제한되어, 액체질소로 냉각되는 배플형태의 저온 트랩을 사용하지 않는 한 10-10 Torr영역의 초고진공 배기용으로는 사용하지 못하는 것으로 알려져 있다. 유회전펌프로 뒷받침 배기(foreline pumping)하는 700l/s의 배기속도를 가진 오일확산펌프에 300 liter/sec의 컨덕턴스를 가진 액체질소 트랩을 부착하여 메탈 실링을 사용하는 초고진공 챔버를 배기하였다. 액체질소트랩에 액체질소를 투입하면 $1{\times}10-8Pa$이하의 초고진공이 얻어졌으나, 액체질소가 증발하여 트랩의 온도가 상온으로 상승하면 압력도 $1{\times}10-7Pa$ 이상으로 상승하였다. 50 liter/sec의 배기속도를 가진 터보분자펌프로 오일확산펌프를 뒷받침 배기하면 액체질소를 투입하지 않은 상태에서 $5{\times}10-9Pa$이하의 초고진공이 얻어졌으며, 액체질소를 투입하여도 압력은 거의 변화하지 않았다. 잔류가스분석장치로 얻은 잔류가스 성분 스펙트럼은 수소가 잔류가스의 대부분을 차지하는 것을 보여주었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.175-176
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• 2010

본 논문에서는 자기 베어링을 이용한 자기부상형 터보분자펌프 운용시 그 시스템에 공급되는 입력전원이 중단될 경우 모터의 발전 전압을 이용하여 일정시간동안 자기 베어링을 구동하여 분자펌프의 안정된 shut-down을 유도하도록 제어기에 전원을 공급하는 전원장치를 제안한다. 본 논문에서 제안한 전원장치는 300W급이며 입력전압 30~400V로 출력은 48V이다.