• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.353-358
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• 2011

본 논문에서는 환형 영구자석을 이용한 스러스트 베어링의 최적설계에 대하여 기술하였다. 영구자석형 스러스트 베어링은 두 조의 환형 영구자석으로 이루어지며, 한 조의 영구자석이 다른 한 조의 영구자석 내부에위치한다. 영구자석간의 축방향 변위 (엇갈림)에 의해 축방향 힘이 발생하고 이를 통해 스러스트 베어링 역할을 하게 된다. 최소한의 영구자석으로 베어링 부하용량을 만족하는 베어링 설계 파라미터를 구하기 위해 본 논문에서는 등가전류판 방법을 이용하여 해석적 설계식을 유도하고, 적절한 제한 조건을 설정하여 최적 설계를 수행하였다. 최적 설계 결과는 3 차원 유한요소해석을 통해 검증하였다. 본 논문에서 고려한 축방향 배열과 Halbach 배열의 스러스트 베어링 중 Halbach 배열이 축방향 배열에 비해 동일한 부피의 영구자석으로 더 큰 부하용량을 얻을 수 있음을 확인하였다. 등가전류판 방법의 유효성을 3 차원 유한요소해석을 통해 검증하였고, 축방향 배열보다Halbach 배열이 등가전류판 방법의 가정에 좀 더 민감하게 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 기계저널
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• 제35권10호
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• pp.917-923
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• 1995

회전체 진동은 주로 밸런싱에 의해 줄일수 있지만 위험속도에서 나타나는 회전체 진동은 종종 피할 수 없다. 전자기 베어링은 이러한 회전체 진동을 능동적으로 제어하는 방법으로써 사용된다. 비접촉으로 회전체에 힘을 작용하는 동흡진기(dynamic vibration absorber)는 기존의 것에 비해 새로운 것을 필요로 하지 않는 아주 간단한 방법이다. 영구자석으로 구성된 자석 댐퍼는 비접 촉동흡진기의 일종이지만 영구자석만으로는 적절한 감쇠 성능을 만족시킬 수 없다. 따라서 영 구자석과 전자석을 동시에 사용하는 하이브리드 자석이 넓은 운전영역에서 좋은 진동제어 성능을 자지기 때문에 유용하다. 전력공급의 편리성을 위해서 하이브리드 자석을 합진기쪽에 설치하고 여러 개의 편으로 된 영구자석은 회전체의 주위에 부착하였다. 본 연구의 목적은 수직 회전 체(vertical rotor)의 진동을 제어하기 위해서 전자기력을 이용하는 하이브리드 관성 댐퍼를 개 발하는 것이다. 지금까지 전자석을 이용한 진동제어는 여러 저자에 의해 연구되어 왔으며 자기 베어링은 회전체의 진동을 제어하기 위한 전형적인 예이다. 그러나 회전체에 능동관성 댐퍼를 직접 적용한 예는 없었다. 이동흡진기는 전자석의 반발력(repulsive force)을 이용하고 흡진기의 운동에 의해 에너지가 감쇠된다. 반면에 자기 베어링에서는 전자석의 흡인력(attractive force)을 이용한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.74-76
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• 2006

최근 중 저압용 진공 차단기의 구동 메커니즘으로 영구자석형 조작기(PMA)가 널리 사용되고 있다. 이는 모터 스프링이나 유압 및 공압식 등과 같은 기계식 메커니즘에 비해 성능과 신뢰성에서 우수함을 인정받고 있다. 그러나 기존 영구자석형 조작기에서는 가동자와 영구 자석 사이의 큰 마찰력으로 인한 에너지 손실과 차단부와의 연결 로드에서의 기계적 고장 및 파손이 유발될 수 있다. 본 논문에서는 가동자의 로드에 베어링 타입의 부싱을 장착한 모델을 제안함으로써 이 문제를 해결하고자 한다. 부싱을 이용하여 영구 자석과 가동자 사이의 공극을 확보함으로써 마찰을 감소시키고 기계적 안정성 및 동작 특성 향상을 기대할 수 있다. 유한요소법(FEM)과 시간차분법(TDM)을 이용하여 제안된 모델의 동작 특성을 해석하였고, 이를 기존 모델의 특성과 비교하여 그 우수성을 검증한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.93.1-93.1
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• 2012

세라믹 고온초전도체는 에너지 저장장치의 핵심소재로 사용된다. 초전도 플라이휠 에너지 저장장치(Superconductor flywheel energy storage system)는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하여 저장하는 친환경, 고효율 에너지 저장장치이다. 에너지를 최소화하는데 사용되는 초전도 베어링은 고온초전도체와 영구자석으로 구성된다. 베어링에는 희토류계 초전도 물질(RE-Ba-Cu-O, RE:Rare-earth elements)가 사용된다. 베어링의 효율은 영구자석의 자력크기, 초전도체의 자기부상력과 포획자력에 비례한다. 에너지 저장효율을 높이려면 고온 초전도체의 임계전류밀도(초전도체 내부에 흘릴 수 있는 전기량)를 높이고, 초전도 결정립의 크기를 키워야 한다. 결정크기를 키우는 공정으로 종자결정성장법(Seed growth process)이 사용된다. 초전도체 제조공정은 분말의 성형, incongruent melting을 포함하는 부분 용융, 액상에서의 입성장, 포정반응을 통한 초전도 결정의 성장과정을 포함한다. 본 발표에서는 초전도 에너지 저장장치의 기본 원리, 초전도 베어링의 구성, 베어링용 초전도체의 제조방법과 특성(자기부상력과 포획자력) 평가기술, 차세대 에너지 저장장치로서의 초전도 플라이휠 에너지 저장장치의 전망에 대해 요약하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.63-70
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• 2008

In this paper, we propose a bearing redundant coordinates and decoupled PD controller for 5-axes active magnetic bearing system, which consists of two bearing parts such as three-pole hybrid active magnetic bearing for stabilize the radial direction and ring-type permanent magnetic bearing stabilizing in axial and tilting motion. Based on derived system equation with decoupled control scheme, we conduct the modal analysis and measure of modal controllability and observability.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.148-153
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• 1995

저전력소비형 자기부상계로써 영구자석/전자석 조합형 자기부상계에 관한 연구를 수행하였다. 설계에 필요한 여러 고려사항중에서 자기회로 해석, 영구자석의 특성등을 고려한 형상 제원의 설계, 특히 영구자석의 특성 등을 고려한 형상 제원의 설계, 특히 영구자석의 특성과 제원이 동특성에 미치는 영향을 해석하였으며 영구자석/전자석 조합형 자기부상계의 설계에 관한 기초연구를 수행하였다. 1자유도 모형을 이용한 수치예와 실험을 통하여 제시된 방법의 장점인 저전력소비형 자기부상이 가능함을 보였으며 실제 응용예로써 플라이휠용 자기베어링에의 적용 가능성을 수치예를 통해 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.831-832
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• 2006

본 논문에서는 Brushless DC Motors(이하 BLDC Motor이라 함)의 영구 자석의 오버행에 따른 진동, 소음 특성에 대하여 다루었다. 비대칭 오버행 구조에서는 Z축 방향 힘이 발생한다. 이는 베어링에 손상을 입힐 뿐 아니라 큰 노이즈와 진동을 유발시킨다. 따라서 진동과 소음의 감소를 위한 자석 오버행 효과 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 비대칭 영구 자석 오버행 효과를 해석하고 BLDC Motor에서 발생하는 소음과 진동을 분석하였고 비대칭 영구 자석 오버행 효과를 고려하여 Z축 방향의 영향력을 계산하기 위하여 3차원 유한요소법(3D FEM)을 사용하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.327-328
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• 2007

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.51-52
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• 2008

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.170-171
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• 2009