• 제목/요약/키워드: 선형운동액츄에이터

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저온소결 PZW-PMN-PZT 세라믹을 이용한 적층액츄에이터 및 선형초음파 모터의 전긱적 특성 (Electrical properties of multilayer actuator and linear ultrasonic motor using low temperature PZW-PMN-PZT ceramics)

  • 이일하;류주현;홍재일;정영호;윤현상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.206-206
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    • 2008
  • 압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

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SEA(Skewed Electrode Actuator)를 이용한 회전형 마이크로 액츄에이터의 설계 및 제작 (Design and fabrication of Rotary Microactuator Using SEA(Skewed Electrode Actuator))

  • 최석문;황은수;조동우;김용준;이상조
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.65-68
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    • 2001
  • 본 연구에서는 코움 드라이브에 비해 구동력은 크고 평행 판 구동 방식에 비해서는 선형 특성이 우수하며 안정된 구동거리가 증가하는 특성을 갖는 새로운 정전력(electrostatic force) 구동 방식을 제안한다. 운동 전극과 고정 전극을 기울어지게 배치하여 전극 면에 평행한 정전력 $F_x$와 전극 면에 수직인 정전력 $F_y$의 합력 $F_e$ 방향으로 전극을 운동시킴으로써 정전력의 방향과 전극의 운동 방향을 일치시킨다. 제안된 구동방식의 정전력 모델을 이용한 해석 결과 코움 드라이브에 비해서는 구동력이 50 % 이상 크며 평행 판 구동에 비해서는 안정된 구동 거리가 10 - 30 % 이상 증가하는 구동 특성을 얻을 수 있었다. 제안된 구동방식을 이용하여 HDD의 트랙 방향 저장 밀도를 증가시키기 위한 듀얼스테이지 서보(dual-stage servo)에 사용 될 마이크로 액츄에이터 (microactuator)를 설계하고 SoG(Silicon on Glass) 공정을 이용하여 제작하였다.

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다채널 광정렬 장치에서의 다자유도 회전 스테이지 동작 특성에 관한 연구 (A Study on the Mechanism of Rotational Stage with Multi Degree of Freedom for Multi-Channel Optical Alignment System)

  • 정상화;차경래;최석봉;김광호;박준호;이경형
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.219-224
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    • 2004
  • In recent years, as the demands of VBNS(Very high speed Backbone Network Service) and VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line) increase, the development of kernel parts of optical communication such as PLC(Planar Light Circuit), Coupler, WDM elements increase. The alignment and the attachment technology are very important to fabricate the optical elements for communication. In this paper, the mechanism of rotational stage, the contact sensing unit, and integrated control circuit for the optical alignment system are studied.

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다채널 광소자 정렬 장치의 회전스테이지 구동 메커니즘 연구 (A Study on the Mechanism of Rotational Stage for Optical Fiber Alignment)

  • 정상화;차경래;김현욱;최석봉;김광호;박준호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1514-1517
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    • 2005
  • In recent years, as the demands of VBNS(Very high speed Backbone Network Service) and VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line) increase, the development of kernel parts of optical communication such as PLC(Planar Light Circuit), Coupler, WDM elements increase. The alignment and the attachment technology are very important to fabricate the optical elements for communication. In this paper, the mechanism of rotational stage are studied. with the three different method and the results of them are applied to the design of the system. The performance test of resolution and travel is performed.

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다채널 광정렬 장치 로터리 스테이지 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of the Rotary Stage for Multi-Channel Optical Alignment System)

  • 정상화;차경래
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.143-148
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    • 2003
  • In recent years, as the optical Communication systems are developed, the demands of essential parts such as splitter, coupler, WDM, and AWG filter are grow rapidly. The fabrication process for them is not, however, automatic. On that reason, the automation is needed for the grow of productivity. The optical alignment and attach ment is the core process in fabrication. In this paper, the 6-axis rotary stage for multi-channel optical alignment system is developed and the dynamic characteristic of this system is studied.

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다채널 광정렬 장치에서의 다자유도 회전스테이지 구동 메커니즘 연구

  • 정상화;차경래;최석봉;김광호;박준호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.232-232
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    • 2004
  • 최근 초고속 광통신 시스템이 발달함에 따라, 광통신 시스템 및 초고속 광통신 시스템의 핵심 부품인 평면도파로형 분배기(Splitter) 및 결합기(Coupler), 파장분할 다중화소자(WDM), AWG(Arrayed Wave Guide) 필터와 같은 소자부품 수요가 급격히 늘고 있다. 그러나 이러한 소자를 생산하는 공정은 수공적인 방법에 의존하여 생산성 향상을 위한 자동화에 대한 요구가 시급하다 특히 소자(Devices)와 광섬유(Optical fiber) 사이의 광학적인 정렬(Alignment)과 접속(Attachment) 공정은 부품 성능 및 생산성 향상, 그리고 비용절감을 위한 가장 핵심적인 문제로 대두되고 있다.(중략)

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다채널 광정렬 장치에서의 다자유도 회전 스테이지 동작 특성에 관한 연구 (A Study on the Mechanism of Rotational Stage with Multi Degree of Freedom for Multi-Channel Optical Alignment System)

  • 정상화;차경래;김현욱;최석봉;김광호;박준호
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.150-155
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    • 2005
  • In recent years, as the demands of VBNS(Very high speed Backbone Network Service) and VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line) increase, the development of kernel parts of optical communication such as PLC(Planar Light Circuit), Coupler, WDM elements increase. The alignment and the attachment technology are very important to fabricate the optical elements for communication. In this paper, the mechanism of rotational stage are studied. with the three different method and the results of them are applied to the design of the system. The performance test of resolution and travel is performed.

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가변부하를 갖는 선형 증폭기를 구동하기 위한 전압적응 변환기용 전력공급기 개발 (Development of Power Supply for Voltage-Adaptable Converter to Drive Linear Amplifiers with Variable Loads)

  • 엄기홍
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.251-257
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    • 2014
  • 모터의 일종으로서 엑츄에이터는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하기 위하여 전류를 이용하여 동작하는 메커니즘을 제어하는 시스템이다. 전압을 가청 신호로 변환하는 기능을 갖는 오디오 액츄 에이터로서는 스피커와 증폭기가 흔히 사용된다. 산업 현장에서는 고출력 고양질의 전력 시스템이 필요하다. 이러한 시스템들이 품질이 좋은 출력을 생성하기 위하여 오디오 시스템의 출력 임피던스를 제어해야 만 한다. 우리는 이 논문에서 가변 부하가 연결되어 있는 능동 증폭기 시스템을 구동하기 위한 적응 특성을 전력 공급기를 제시한다. 전기 신호를 오디오 신호로 변환하는 스피커의 저항값이 변동함에 따라 능동 증폭기에 대한 전력 공급 장치는 부하값의 변동에 적응하여 스피커에 최대 전력을 공급하며, 피크전류의 급격한 변동과 과잉전류의 흐름으로부터 증폭기를 보호하게 된다.