• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.108-108
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• 2016

마그네트론 스퍼터링은 박막의 증착에 널리 사용되는 기술로 음극의 설계가 핵심적이다. 영구 자석과 전자석을 겸용하는 경우도 있고 고주파 코일을 추가하여 2차 플라즈마 발생을 유도하여 공정의 유연성을 한층 높인 방법도 오랫동안 사용되어 왔다. 전자의 자기장 하에서의 운동은 Lorentz force를 적분하여 예측할 수 있으며 가장 중요한 전자 - 중성간의 충돌 과정인 탄성 충돌, 여기 충돌, 이온화 충돌을 고려하면 보다 실질적인 마그네트론 플라즈마의 거동을 이해하고 그 결과를 기반으로 자석 배치를 설계할 수 있다. PIC (particle-in-cell) code를 이용하면 플라즈마 내의 전자기장 효과를 상세히 검증해볼 수 있지만 계산 시간의 부담 때문에 고성능 병렬 컴퓨터를 사용하여야 한다. 그 이유는 하전입자(전자, 이온)의 공간적인 분포에 변화가 발생하면 전위가 영향을 받고 전자의 가속이 발생하는 쉬스(sheath)의 두께가 따라서 변화하기 때문이다. 여기서 계산 시간의 단축을 위한 가정, 즉, 쉬스의 두께가 일정하다는 사실을 적용하면 계산시간을 획기적으로 단축 시킬 수 있으며 병렬 계산의 효율성도 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 원리에 입각한 코드를 개발하고 평판 디스플레이용 사각형 음극에 대해서 적용했던 경험을 바탕으로 원형의 스캔형 마그네트론 음극 구조의 이해와 설계에 적용하고자 코드를 개발하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.243-247
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• 2005

본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 운전중 간섭성분을 형성하는 고정자 인덕턴스가 변화할 경우 d축 전류의 오차로부터 고정자 인덕턴스의 변화량을 보상할 수 있는 보상기를 제안하였다. 그리고 이러한 보상기를 기존의 DDC(Dynamic Decoupling g Control)에 적용하여, 고정자 인덕턴스의 변화에 대한 강인성이 향상된 비간섭 전류제어기를 설계하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.82-83
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• 2013

친환경 차량에 대한 관심이 급증함에 따라 고효율 운전이 가능한 하이브리드 전기자동차(이하 HEV)에 대한 관심이 급증하고 있다. HEV에는 효율이 높고 단위 체적당 토크가 큰 고성능 전동기가 적용되고 있으며 자동차에 적용되는 특수성으로 인해 고속영역에서의 안정된 출력 특성이 요구되고 있다. 회전계자부에 권선을 적용한 계자권선형 동기전동기는 영구자석형 전동기에 비해 효율이 다소 감소하는 단점이 있으나, 공극 자속을 임의로 제어할 수 있기 때문에 저속영역부터 10,000rpm 이상의 고속영역까지 탁월한 가변속 능력을 발휘하는 장점이 있으며, 저용량 HEV에 매우 적합한 특성을 지니고 있다. 그러나, 일반적인 영구자석형 동기전동기와는 다르게 d,q축 전류 뿐만 아니라 자속성분 전류까지 제어 대상에 포함되므로 제어계가 복잡해지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 HEV용 계자 권선형 동기전동기의 단위 전류당 최대토크 제어(MTPA)에 대하여 연구를 진행하였으며, 전압-전압제한 하에서 이론적으로 발생 가능한 최대토크 능력 커브를 기반으로 실제 시스템에서 쉽게 구현할 수 있는 약계자 제어 알고리즘을 제안한다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.27 no.2
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• pp.54-62
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• 2017

This paper presents a design of the Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM). an initial design process is accomplished by using the parametric design. In the design process, motor characteristics of parameters is computed by the d-q axis equivalent circuit model. Then, an optimal design process is accomplished by combination the experimental design and the response surface method. Finally, the design and analysis results are verified with experimental results.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.7 no.1
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• pp.91-100
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• 2002

This paper deals with the ripple reduction of the electromagnetic torque developed in IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor). Generally, torque ripple is an important causes of vibration and noise of motor. For reducing torque ripple in IPM with nonsinusoidal EMF, the optimal current which is able to control maximum torque/ampere is considered to be introduced In the proposed method. The fact of torque ripple being reduced when the optimal current Is used in motor is verified through simulation and experiment.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• summer
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• pp.947-949
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• 2004

철심형 영구 자석 선형 전기기기에서 디텐트력은 구조상 피할 수 없는 기기 특성이다. 본 연구에서와 같이 정격 외부 입력이 작은 경우, 디텐트력은 기기의 성능에 크게 영향을 미칠 수 있으며, 이를 저감할 수 있는 설계법이 필수적이다. 본 논문에서는 1kw급 왕복 구동 평판형 선형 영구자석 발전기의 치의 구조에 따른 역기전력과 디텐트력의 관계를 해석 하였다. 치의 구조에 따른 디텐트력의 변화를 해석적 방법을 통해 예측하고, 이를 기기 설계에 적용, 유한요소법을 이용해 실제 모델을 해석하였다. 치 구조의 변화는 디텐트력 외에 역기전력에도 영향을 주게 되는데 기기의 목표 성능을 만족할 수 있도록 설계안의 적절한 선택이 필요하다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07b
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• pp.1398-1400
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• 2003

포항풍력 에너지 연구소와 (주)유니슨은 에너지 관리공단의 지원으로 2002년부터 풍력발전기에 사용되는 직접구동형 발전기를 개발하고 있다. 개발되는 발전기의 특징으로는 증속을 위한 gearbox를 사용하지 않는 직접구동형이라는 것과, 영구자석을 사용하여 여자 하는 형식이라는 것이다. 이런 특징은 풍력발전에서 요구하는 주요 요구조건인 고효율, 고신뢰성을 만족시키기 위해서 매우 중요하다. 개발된 발전기는 32극을 가지고 있으며, 157.1 rpm에서 20 kW의 정격을 가지도록 설계 되었다. 이 보고에서는 이 발전기의 설계, 제작, 시험결과에 대하여 보고한다. *본 연구는 에너지 관리공단의 지원으로 수행되었음.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07b
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• pp.991-993
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• 2003

본 논문에서는 영구자석 기기에서 발생하는 d-q축간의 상호 포화(cross saturation) 문제에 대해 다루었고, 이를 고려한 d축과 q축의 전류에 따른 전동기의 특성값을 수치 해석적으로 도출하는 방법을 제시하였다. 아울러 다층 회전자 구조를 지닌 매입형 영구자석 전동기(multi-layer buried magnet synchronous motor)의 d축 및 q축 인덕턴스 값을 교차 결합 특성(Cross-Coupling)을 고려하여 수치 해석적 기법을 통해 도출하였으며, 실험값과의 비교를 통해서 기존의 해석 방법보다 우수함을 입증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.175-176
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• 2007

본 논문은 매입형 영구자석 동기 전동기의 준 식스스텝 운전(Quasi six-step operation)을 위한 약자속 제어에 대한 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법은 전향 경로(feedforward path)와 궤환 경로(feedback path)로 구성되고 전향 경로는 1차원 참조표로 구성되며 궤환 경로는 전류제어기 출력과 과변조에 의해 제한된 전압의 차이를 이용한다. 제안된 방법을 통해 약자속 제어와 안티 와인드업(anti-windup) 제어가 동시에 이루어질 수 있다. 또한 제한된 직류단 전압 조건에서 식스 스텝(six-step) 운전에서 낼 수 있는 전동기의 최대 토크에 가까이 출력 토크를 발생시키면서 전류 제어를 계속할 수 있는 준 식스 스텝 운전이 가능하다. 제안된 방법의 유효성을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험의 결과를 통해 입증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.10a
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• pp.22-24
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• 2008

영구자석 동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor)를 벡터 제어로 구동 시 정확한 회전자 위치정보가 요구된다. 일반적으로 레졸버(Resolver)를 이용하면 회전자의 절대 위치(absolute position)를 알 수 있다. 하지만 레졸버의 변압비 차이, 불평형 여자신호, 불균일한 인덕턴스 성분, 신호처리 회로상의 왜곡으로 인해 신호의 크기 불평형이 발생하고 이는 위치정보에 주기적인 오차 성분이 나타나게 되며, 이러한 오차 성분들은 토크에 영향을 준다. 본 논문에서는 이러한 오차 성분을 수학적 해석을 바탕으로 확인하고 보상하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘의 타당성을 실험을 통해 검증하였다.