• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07b
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• pp.835-836
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• 2006

최근의 선박 추진시스템은 기존의 엔진, 터빈 등의 구동 원에서 선박의 발전기로부터 선체 외부의 프로펠러와 일체형으로 구성된 모터를 구동하여 추진하는 전기추진식으로 변화되고 있다. 특히, 히토류계 영구자석재질의 발달로 인하여 대형 선박의 추진을 위한 대용량 자석계자형 BLDC와 영구자석형 동기전동기의 설계가 가능해 졌으며, 이에 대한 연구구도 활발히 이루어지고 있다. 그러나 이도 중 소형 선박기기에 한정되어 있으며, MW급 이상의 대형기기의 설계 연구도 일부 선진국에서만 진행 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 5MW, 150rpm급 대용량 추진전동기 설계에 관한 연구를 하였다. 본 설계 모델은 오랜 기간 해양 운행을 해야 하는 선박특성 상 중요한 부분인 에너지 효율을 높이기 위하여 인버터를 전동기 내부에 배치한 구조로 부피와 중량을 줄이고, 더불어 속도에 따라 인버터를 커플링하여 상변환이 가능한 전동기를 설계하였다.

• New Physics: Sae Mulli
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• v.68 no.11
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• pp.1249-1261
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• 2018

The quantitative representation for the magnetic force of a cylindrical permanent magnet acting on a ferromagnetic cylindrical object was derived on the basis of magnetization theories, and the Gilbert and Ampere models of magnetism. The magnetic force derived in this study is directly proportional to the remanent magnetization magnetic field, the cross-sectional area of the permanent magnet, the saturation magnetic field, and the cross-sectional area of the ferromagnetic object and is inversely proportional to the square of the quantity related to the distance between the permanent magnet and the ferromagnetic object. The magnetic forces of an AlNiCoV cylindrical permanent magnet and a Ferrite cylindrical permanent magnet, both with a radius of 0.4 cm and a length of 7 cm, acting on ferromagnetic objects at distances farther than the radius were calculated to be less than 3.6711 N and 0.1857 N, respectively.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1061-1062
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• 2011

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM) 전자기력 특성 해석을 수행하였다. 전동기에서 발생하는 전자기력(Electromagnetic force)은 기기의 성능 뿐만 아니라 소음 및 진동을 유발하며 전기기기의 stress를 야기한다. 본 논문에서는 전자기력 특성을 맥스웰 응력 텐서법를 이용하여 각 노드에서 발생하는 전자기력 분포에 대해 분석하였다. 그리고 매입형 영구자석 전동기의 운전상태 및 구조파트 중 고정자 치에서 발생하는 전자기력 분포에 대해 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.04a
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• pp.19-21
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• 2003

일반적으로 PMDC모터에 사용되는 자석은 가격과 재질에 따라서 여러 가지로 분류할 수 있다. 그러나 착자방법에는 등방향과 방사형 착자로 나눌 수 있고 용도에 따라서 다극으로 착자할 수 있다. 하지만 그 기본적인 구조에는 원통형, 판형, 육면체형으로 분류할 수 있는데 구형, 반구형 또는 구형 shell에 관한한 아직까지 소개된 문헌이 빈약하다. 본 논문에서는 슬롯리스 구형직류모터에 사용될 반구형 shell형태의 영구자석의 착자기 구조와 착자방법에 대한 가능성을 찾아보고 이론적으로 증명하고자 한다.

• 전기의세계
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• v.43 no.9
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• pp.17-23
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• 1994

본 해설에서는 초전도자석 제작과 관련하여 30여년간의 축적된 기술을 보유하고 있는 러시아 Kurchatov 연구소의 정밀 초전도자석 제작에 사용되고 있는 초전도선재의 접합방법 및 특성평가 기술에 대해 Kurchatov 연구소에서 직접 실험을 통해 얻는 연구결과들을 소개하고자 한다. 본고의 제 2절에서는 초전도선재의 접합방법 및 접합부의 특성평가 방법에 관한 내용을 간략히 소개하였으며, 제 3절에서는 Kurchatov 연구소에서 수행한 실험결과들을 기술하였다. 향후 이들 기술들은 국내에서 우리의 기술로 초전도자석을 제작시 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.35-35
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• 1999

KSTAR NBI 장치의 진공용기와 Grid에 대하여 열 및 구조해석을 ANSYS 코드를 이용하여 수행하였다. 진공용기의 경우 진공용기 지지구조물을 최적화할 수 있는 구조형상에 관하여 연구하였고, Grid의 경우 Grid 형상 및 재료 특성에 중점을 두어 연구하였다. 또한 Electron Dump의 냉각수로의 위치 및 형상, 크기를 최적화시켰다. 이번 각 구조물의 최적화 연구에서 특히 중점을 둔 사항은 재료와 관련된 경제성이다. 진공용기에서 가장 문제가 되는 것은 용기의 크기에 따른 변형도이다. 진공용기의 Cryo-sorption 패널 배기속도는 30000 I/sec 이상이고, 진공 용기의 운전시 진공도는 5$\times$10-7Torr 이하이다. 구조해석의 결과로부터 폭 3m$\times$높이 4,m$\times$길이 5m, 두께 2cm인 진공용기는 대기압 하에서 7cm의 변형도를 갖는다. 변형을 최소화하기 위해 T형 보강구조물을 부착시켰을 때 변형도가 1cm 이하로 감소함을 볼 수 있었다. [그림1] 장시간 운전시 Grid에 미치는 열부하에 의한 영향을 연구하였다. 열해석 결과와 경제성, 가공성을 동시에 고려할 때 Grid의 재질로 무산소동이 적합함을 알 수 있었다. 한편, NBI 장치에서 열부하가 최대인 곳은 이온원의 Electron Dump 부분으로 중심부분에서 20MW/m2이다. 열부하를 효과적으로 소산시키기 위해 Electron dump 의 중심부분 모양을 깔대기 모양으로 만들어 Dump 뒷부분의 자석에 미치는 영향을 최소화 시켰다. 이 때 냉각수록의 냉각수 흐름속도 4.5m/sec이고, 자석의 최대 온도는 15$0^{\circ}C$로써 자석의 기본성질을 일어버리지 않는 허용범위 내에 들어옴을 알 수 있었다. 자석의 온도는 10초 동안 급격히 상승하였고, 100초 이후에 포항상태에 도달하였다 [그림2]

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.844-845
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• 2011

스피리컬 전동기의 적용대상인 기존의 다자유도 시스템은 다수의 전동기를 동시에 제어해야 하므로 제어성과 전력공급면에서 단점을 갖는다. 하나의 전동기로 다 자유도 시스템을 구현할 수 있는 스피리컬 전동기는 출력 밀도 측면에서 영구자석을 이용한 형태의 연구가 주로 진행되고 있는데, 세계적으로 기초연구 단계에 있다. 스피리컬 영구자석형 전동기를 구현하기 위해서는 회전자를 지지하면서 3자유도 구현이 가능한 구조적인 설계, 3자유도의 전동력의 발생 메커니즘 설계, 3차원 전자장 해석 및 제어알고리즘 구현이 필요하다. 회전축이 기울여진 상황에서 회전자계를 발생시키는 식이 보고되고 있으나 회전형 전동기와 달리 공증된 회전자계 식이 없는 상황이다. 본 연구에서는 전류벡터를 이용한 회전자계 식에 대한 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.161.2-161.2
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• 2017

희토류계 영구자석은 대부분의 전기, 전자 제품의 핵심부품이며 높은 보자력, $BH_{max}$를 가지고 있어 자기기록저장매체, MEMS(엑츄에이터), 소형센서, 소형모터 등의 응용 분야에 적용시키기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 그러나 영구자석에 들어가는 희토류계 원소의 수급의 어려움 및 가격의 문제점으로 친환경 자석으로의 전환 및 희토류나 중희토류를 사용하지 않는 비희토류계 영구자석을 제조 및 개발하는데 많은 연구가 이루어지고 있다. 이 중 Fe-N 계 자성물질인 $Fe_{16}N_2$는 포화 자화 값이 현재까지의 비희토류계 자성물질 중 가장 높은 값(240emu/g)을 나타내며 상대적으로 높은 결정자기이방성 상수를 가지고 있어 비희토류계 영구자석 물질 중 하나로 주목받으며 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 $Fe_{16}N_2$ 박막을 얻기 위해 DC Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 Si wafer 위에 박막을 증착하고 증착시간에 따라 두께를 제어하여 제조한 후 박막의 미세구조, 상 분석, 자성 특성을 관찰을 통해 최적의 공정 조건을 찾고자 하였다. 증착 시간에 따른 박막의 성장 속도는 일정하게 증가하였으며, 증착 시간의 증가에 따라 박막 내 $Fe_{16}N_2$의 상대적인 분율은 감소하였다. 모든 공정 조건에서 $Fe_3N$, $Fe_4N$, $Fe_{16}N_2$ 상들이 섞여 성장하였으며 XRD를 통한 상분석과 더불어 VSM을 통한 자성 특성을 분석해본 결과 $Fe_{16}N_2$의 분율을 가장 높게 성장된 공정 조건은 증착 시간이 10분이며 박막의 두께가 ${\sim}1{\mu}m$ 일 때, 최적의 조건을 얻을 수 있었으며, 이 때의 자성 특성을 분석한 결과 ~2.45T의 포화 자화 값과 ~1.41T의 잔류 자화 값을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.16 no.2
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• pp.99-103
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• 2013

In this paper, research on the thermal analysis method is reported for the characterization of heat generation while operating an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) for railway vehicles. Efficient cooling of the heat generated in the IPMSM is important because the excessive heat generated from the winding, core and permanent magnets increases the difficulty of continuously operating an IPMSM over long time periods. Therefore, in this study, in order to analyze the heat generation characteristics of the IPMSM for advanced research in the application of IPMSMs to cooling devices, the heat transfer coefficients for each component of the IPMSM were derived and the thermal equivalent circuit was configured to perform thermal analyses. Finally, the validation of the suggested thermal analysis method was performed through comparison with the heat experimental data of an IPMSM prototype.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.20 no.2
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• pp.61-67
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• 2010

As a high energy permanent magnet is commonly applied to motors so that small motors have high power capacities, it is also necessary to reduce a cogging torque which causes a noise and vibration in permanent magnet motors. The patterns of cogging torque in permanent magnet motors depend on the magnetic field distributions, so it is possible to reduce a cogging torque by designing a core shapes optimally. But it is known that an optimum design algorithm for reduction of cogging torques is too complicated and the process to get an optimized core shape is time consuming task. In this paper, new simplified core shapes are suggested to reduce a design parameters so that the core shapes to reduce a cogging torques could be obtained with simple computations. The result shows that the cogging torques of permanent magnet motors with this simplified core shapes could be reduced effectively without any loss of average torques.