• Journal of the Korea Convergence Society
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• 제12권12호
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• pp.273-280
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• 2021

This paper presents the results of study of linear oscillating electric machine; Cartesian, cylindrical type with permanent magnet, flux reversal, cylindrical reluctance, and transverse flux type. The focus of the work is the suggestion of the characteristics and design process of propose topology, respectively. First of all, there are five types of the proposed to this study on the basis of the existing literatures; Cartesian type, cylindrical type, flux reversal type, cylindrical reluctance type, and transverse flux type. All topology is achieved using equivalent magnetic circuit considering leakage elements as initial modeling. Cartesian type is investigated by number of phases and number of pole pairs using optimal process. A cylindrical type is described by number of phases and displacement of stroke. The flux reversal type is proposed based on the symmetrical and non symmetrical stator cores of the surface mounted PMs mover, and non slanted PMs and slanted PMs of the flux concentrating PMs mover. A cylindrical reluctance type is studied by the shape of mover teeth in geometric aspect to reduce force ripple and increase magnetic flux. A transverse flux type is considered by dividing the transverse flux electric excited and the transverse flux permanent magnet excited. It is significant that the study gives a design rules and features of linear oscillating electric machine.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.959-960
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• 2011

본 논문에서는 영구자석 오버행 구조를 가진 소형 BLDC 팬 모터의 효율 향상을 위한 연구를 하였다. 2차원 해석시 오버행에 따른 유효자속량을 고려한 오버행 계수를 산정하여 3차원 해석모델을 2차원 등가화가 가능하게 하여 실험하였다. 그리고 기존의 BLDC 팬 모터에 돌극형 회전자 철심을 삽입하여 영구자석 토크에 릴럭턴스 토크를 추가로 활용함으로써 효율을 향상시키는 연구를 하였다.

• 전기의세계
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• 제45권12호
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• pp.12-19
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• 1996

본고에서는 전기기기의 해석 및 설계에 필요한 여러 기술들을 간략히 소개하고자 한다. 설계의 초기 단계에서 시스템의 전체적인 기본 특성 파악에 주로 사용되는 자기 등가회로에 의한 방법과 이산화된 모델에 수치 해석적 원리를 적용하여 보다 정확하고 국부적인 특성을 파악하는데 사용되는 수치 해석 방법을 중심으로 설명하고자 한다. 그리고, 위의 방법들로 해석, 설계된 연구 결과 및 동향과 앞으로의 전개 방향에 대해서도 고찰하고자 한다. 소개되는 연구 결과는 여러 가지 전기기기 중에서도 주로 메카트로닉스 분야에서 사용되는 영구자석 전동기와 유도기 및 영구자석 lifting 시스템 등을 중심으로 서술하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.201-201
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• 2006

영구자석은 크게 Hard ferrite와 희토류계 자석, 그리고 Alnico 주조자석으로 구별되어진다. 그동안 Hard ferrite는 산업적으로 전자기 응용제품 또는 각종 구동 모터에 응용되어 왔지만, 최근 Nd계 희토류 자것이 고성능 모터의 소재로 급격히 대체되고 있다. 하지만, 희토류계 원료에 비해 동일 중량 대비 40~60배 가량 저렴한 Hard ferrite의 사용은 현재까지도 꾸준히 유지되고 있으며, 최근 자동차 고성능 모터용 Sr ferrite의 개발이 연구 중이다.[2] 본 연구에서는 제일원리 전산모사를 통하여 HCP 구조의 기본 Unit Cell 64개 원자를 가진 Sr-ferrite의 격자상수를 계산하여 기존 연구결과와 비교하였으며, 자화에너지와 자기모멘트를 계산하였다. 또한 향후 각종 첨가물의 영향에 대한 연구를 위해 기본 구조 및 치환 구조에 대해 고찰하였다. 그 결과 가장 안정한 에너지를 갖는 격자상수는 a=5.88, b=23.03으로 계산되어 Kimura et al의 측정 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, $E_F$가 3.9171, $M_B$는 46.6481로 계산되었다. 항후 Sr-ferrite의 구조에서 Fe atom의 일부를 동일주기 원소인 Cr, Mn, Co, Ni, Cu로 치환하여 자기적 특성을 계산하여 본 연구결과와 비교하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.47-49
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• 2005

최근의 선박 추진시스템은 기존의 엔진, 터빈 둥의 구동 원에서 선박의 발전기로부터 선체 외부의 프로펠러와 일체형으로 구성된 모터를 구동하여 추진하는 전기추진식으로 변화되고 있다. 특히, 히토류계 영구자석재질의 발달로 인하여 대형선박의 추진을 위한 대용량 자석계자형 BLDC와 영구자석형 동기전동기의 설계 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 여전히 MW급 대용량 BLDC 추진전동기의 설계 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 5MW급 대용량 BLDC 추진전동기 설계 연구를 진행하였으며, 그 결과 슬롯 수에 의한 고정자 형상이 다른 3가지 타입의 인버터 내장형 MW급 모델을 설계하였다. 그리고 이들 모델들을 정자계 유한요소법을 이용하여 해석함으로써 고정자 형상에 따른 회전특성을 분석하였고, 이를 바탕으로 본 설계 조건에 적합한 고정자 형상 설계 방향을 제시하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• 제22권2호
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• pp.58-65
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• 2012

Since Nd-Fe-B magnet was first synthesized in 1983, many new applications have emerged in the past two decades. With regard to motor market, it will expand because of strong energy saving requirements from the automobile and electric application markets. Especially, permanent magnet motors for hybrid and electric vehicles are drawing great attention and the usage of Nd-Fe-B magnets will increase all the more hereafter. There is, however, a serious problem as motors in such eco-friendly cars are said to operate in high temperatures of about $200^{\circ}C$. Nd-Fe-B magnet has a drawback of dramatically decreasing coercive force with the rise of temperature. In order to improve this aspect. the best way is to add dysprosium (Dy) into the magnet. So, Dy has become an essential element for Nd-Fe-B high-performance magnet as it helps to maintain coercive force even at high temperatures. On the other hand, the rare earth resources in the earth crust are eccentrically-located and its majority is produced in China. There is a need to reduce its usage as, especially compared to light rare earth elements as neodymium (Nd) and samarium (Sm), heavy rare earth elements including Dy are unevenly distributed to a dramatic degree, their output low, and their prices are about 10 times that of Nd. The present article includes a summary of the trend in research and development of motors and permanent magnets to solve rare-earth resources problem.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• 제18권1호
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• pp.688-695
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• 2017

This paper deals with characteristics analysis of a permanent magnet (PM) linear generator using analytical methods for wave energy harvesting. The wave energy is carried out from the movement of a yo-yo system. A linear generator using permanent magnets to generate a magnetic force itself does not require a separate power supply and has the advantage of simple maintenance. In addition to the use of a rare earth, a permanent magnet having a high-energy density can be miniaturized and lightweight, and can obtain high energy-conversion efficiency. We derived magnetic field solutions produced by the permanent magnet and armature reaction based on 2D polar coordinates and magnetic vector potential. Induced voltage is obtained via arbitrary sinusoidal input. In addition, electrical parameters are obtained, such as back-EMF constant, resistance, and self- and mutual-winding inductances. The space harmonic method used in this paper is confirmed by comparing it with finite element method (FEM) results. These facilitate the characterization of the PM-type linear generator and provide a basis for comparative studies, design optimization, and machine dynamic modeling.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• 제17권11호
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• pp.755-760
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• 2016

The demand for independent generators using renewable energy has been increasing. Among those independent generators, small wind turbine generators have been actively developed. Permanent magnets are generally used for small wind turbine generators to realize a simple structure and small volume. On the other hand, cogging torque is included due to the structure of the permanent magnet synchronous machine, which can be the source of noise and vibration. The cogging torque can be varied by the shape of the permanent magnet and core, and it can be reduced using the appropriate design techniques. This paper proposes a design technique that can reduce the cogging torque by changing the shape of the permanent magnets for SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor), which is used widely for small wind turbine generators. Evolution Strategy, which is one of non-deterministic optimization techniques, was adopted to find the optimal shape of the permanent magnets that can reduce the cogging torque. The angle and outer diameter of permanent magnet were set as the design variable. A 300W class wind turbine generator, whose pole/slot combination was 8 poles/18 slots, was designed with the proposed design technique. The properties of the generator, including the cogging torque and output voltage, were calculated. The calculation results showed that the cogging torque of the optimized model was reduced compared to that of the initial model. The design technique proposed by this paper can be an effective measure to reduce the cogging torque.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.802-803
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• 2011

매입형 영구자석 동기전동기는 강건한 회전자 구조와 릴럭턴스 토크를 사용할 수 있다는 점, 악계자 제어를 하기 쉽다는 점에서 넓은 속도와 토크를 필요로하는 하이브리드 차량이나 전기 차량에 적합한 전동기이다. 영구자석의 감자곡선은 온도에도 의존하기 때문에 온도에 따라 전동기의 자속과 토크가 변하게 된다. 이 논문은 전기 스쿠터에 사용되는 매입형 영구자석 동기전동기의 온도에 따른 지령 전류 보정에 의한 제어법에 대해 연구하였다. 토크 리플을 줄이기 위해서 속도-토크 곡선과 감자곡선을 이용하여 구하였으며, 보정된 지령 전류를 구하기 위해 Lagrange 보간법과 재귀 최소자승(Recursive Least Square : RLS) 법을사용하여 전류맵을 만들었다.이 지령 전류는 토크와 인버터 출력 전류값을 계산하는데 사용된다. 전류맵을 만들기 위해서 측정한 온도는 20, 80, 100도이다. 본 논문에서 제안한 제어법을 이용하여 토크 리플이 줄어듬을 시뮬레이션과 실험을 통해서 확인할 수 있었다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• 제5권6호
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• pp.613-619
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• 2010

The stationary discontinuous armatures that are used in permanent magnet linear synchronous motors (PM-LSMs) have been proposed as a driving source for transportation systems. However, the stationary discontinuous armature PM-LSM contains the outlet edges which always exist as a result of the discontinuous arrangement of the armature. For this reason, the outlet edge cogging force generated between the armature's core and the mover's permanent magnet. This paper contemplated the outlet cogging for ceaccording to 2-D numerical analysis by FEM. We installed the auxiliary pole for in order to minimize the outlet cogging force.