• Title/Summary/Keyword: 작동 전압

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Development of Smart Switchgear for Versatile Ventilation Garments: Optimum Diameter and Voltage Application Unit Time of One-way Shape Memory Alloy Wire for a Bi-directional Actuator (가변 통기성 의복을 위한 스마트 개폐장치 개발: 양방향 작동 액추에이터 제작을 위한 일방향 형상기억합금 와이어의 최적 직경 및 전압인가 단위시간의 도출)

  • Kim, Sanggu;Kim, Minsung;Yoo, Shinjung
    • Science of Emotion and Sensibility
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    • v.21 no.2
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    • pp.137-144
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    • 2018
  • The study figured out the operational conditions of a two-way movement actuator made of one-way shape memory alloy (OWSMA) for versatile ventilation intelligent garments. To develop a low-power actuator that consumes energy only when a garment changes its form such as opening and closing, multiple channels of OWSMA were used, and optimum diameter of the wires was examined. For the switch device, optimum voltage application unit time was determined. Optimum diameter of OWSMA wire was determined by applying 3.7V to the pre-determined candidate diameters, which demonstrated two-way operation in previous studies. In order to evaluate the optimum voltage application time, the internal diameter of the actuator was measured while increasing and decreasing by 50 ms from the unit time of voltage application. Delay time under two-way operation of the actuator was measured to minimize interference caused by heat between channels. Power of 3.7V was applied to OWSMA for assessment of optimal time, and the whole process from heating to cooling was video-recorded with a thermal image camera to determine the point of time at which the temperature of OWSMA wire dropped below the phase transformation temperature. The results showed that $0.4{\Phi}$ was the most suitable diameter, and the optimum unit time of voltage applied to open and close the actuator was 4100ms. It was also shown that the delay time should be more than 1.8 seconds between two-way operations of the actuator.

Interfacial Evaluation and Hydrophobicity of Multifunctional Hybrid Nanocomposites for Self-sensing and Actuation (자체 감지능 및 작동기용 다기능 하이브리드 나노복합재료의 계면 특성 및 소수성 표면 연구)

  • Wang, Zuo-Jia;GnidaKouong, Joel;Jang, Jung-Hoon;Kim, Myung-Soo;Park, Joung-Man
    • Composites Research
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    • v.23 no.2
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    • pp.24-30
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    • 2010
  • Interfacial evaluation and hydrophobicity of Ni-nanopowder/epoxy composites were investigated for self-sensing and actuation. Contact resistance and resistivity were measured using gradient micro-specimens. The actuation of the composites in the electromagnetic field was studied with three wave functions, i.e., sine, triangle and square functions. Due tothe presence of hydrophobic domains on the heterogeneous surface, the static contact angle of Ni-nanopowder/epoxy nanocomposite wasabout $100^{\circ}$, which was rather lower than that for super-hydrophobicity. The dynamic contact angle showed the similar trend of static contact angle. Ni-nanopowder/epoxy composite was responded wellfor both self-sensing and actuation in electromagnetic field due to the intrinsic metal property of Ni-nanopowder. Displacement of the actuator of Ni-nanopowder/epoxy composite was evaluated to obtain the maximum and the optimum performance using laser displacement sensor as functions of the wave type, frequency, and voltage. Actuation of Ni-nanopowder/epoxy composites also increased as functions of applied frequency and voltage. Actuated strain increased more rapidly at sine wave with increasing voltage compared to those of triangle or rectangular waves.

Understanding Thermodynamics of Operating Voltage and Efficiency in PEM Water Electrolysis System for Carbon Neutrality and Green Hydrogen Energy Transition (탄소중립과 그린 수소에너지 전환을 위한 PEM 수전해 시스템에서 작동 전압 및 효율의 열역학적 이해)

  • HyungKuk Ju;Sungyool Bong;Seungyoung Park;Chang Hyun Lee
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.26 no.4
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    • pp.56-63
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    • 2023
  • The development of renewable energy technologies, such as solar, wave, and wind power, has led to the diversification of water electrolysis technologies, which can be easily coupled with renewable energy sources in terms of economics and scale. Water electrolysis technologies can be classified into three types based on operating temperature: low-temperature (<100 ℃), medium-temperature (300-700 ℃), and high-temperature (>700 ℃). It can also be classified by the type of electrolyte membrane used in the system. However, the concepts of thermodynamic and thermo-neutral voltages calculations and are very important factors in the evaluation of energy consumption and efficiency of water electrolysis technologies, are often confused. This review aims to contribute to a better understanding of the calculation of operating voltage and efficiency of PEM water electrolysis technologies and to clarify the differences between thermodynamic voltage and thermo-neutral voltage.

Cell Balancing using Discontinuous Conduction Mode Boost-Forward Converter (불연속모드 부스트-포워드 컨버터를 이용한 셀 밸런싱)

  • Kim, Kyoung-Tak;Park, Joung-Hu
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.255-256
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    • 2015
  • 본 논문에서는 새로이 제안되는 불연속모드 양방향 부스트-포워드 컨버터를 사용하는 셀 밸런싱 방법을 제안한다. 이 컨버터는 다중입력과 다중출력의 양방향 배터리 충방전을 다루고, 다중직렬 배터리의 전압 셀 밸런싱에 초점을 두었다. 여러 입력 배터리의 전압 차가 나지 않을 때는 부스트 컨버터가 작동하고, 레퍼런스가 되는 입력 배터리와 다른 입력 배터리의 전압이 불균형이 생길 때 포워드 컨버터가 작동하여 밸런싱을 맞추는 새로운 불연속모드 부스트-포워드 컨버터 토폴로지를 제안한다. 전압 불균형 에 따른 밸런싱 조건에 대한 식을 증명하였고, 실제로 80W급 하드웨어를 제작하여 제안된 회로를 검증하였다.

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Deflection Prediction of Piezo-composite Unimorph Actuator Considering Material Property Change of Piezoelectric Single Crystal for Compression Stress Variation (압축 응력 변화에 대한 압전 단결정의 물성 변화를 고려한 압전 복합재료 작동기의 작동 변위 예측)

  • Yoon, Bum-Soo;Park, Ji-Won;Yoon, Kwang-Joon;Choi, Hyun-Young
    • Composites Research
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    • v.30 no.1
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    • pp.15-20
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    • 2017
  • In this study, LIPCA-S2 actuator with a piezoelectric single crystal layer and a carbon/epoxy layer was designed and evaluated to increase actuation performance of piezo-composite unimorph actuator. A curvature change model generated by the induced strain of a piezoelectric layer was used to predict the tip displacement of the piezo-composite unimorph cantilever. However, we found that there was big difference between the predicted and the measured tip displacement of LIPCA-S2 cantilever actuator when we used the previous linear prediction model. A new prediction model considering the change of piezoelectric strain coefficient and elastic modulus for the compression stress variation of the PMN-29PT single crystal layer was used and it was found that the difference between the predicted and the measured tip displacement reduced considerably.

Electromechanical Behaviors and Application of Carbon Nanotube Composite Actuators Consisting of Bundles and Mats (다발/매트로 구성된 탄소나노튜브 복합재 엑츄에이터의 거동특성 및 응용연구)

  • Kim, Cheol;Liu, Xinyun
    • Composites Research
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    • v.18 no.5
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    • pp.34-39
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    • 2005
  • The relationship between strain and applied potential was derived for composite actuators consisting of single-wall carbon nanotubes (SWNTs) and conductive polymers (CPs). During deriving the relationship, an electrochemical ionic approach is utilized to formulate the electromechanical actuation of the composite film actuator. This relationship can give us a direct understanding of the actuation of a nanoactuator. The results show that the well-aligned SWNTs composite actuator can give good actuation responses and high actuating forces available. The actuation is found to be affected by both SWNTs and CPs components and the actuation of SWNTs component has two kinds of influences on that of the CPs component: reinforcement at the positive voltage and abatement at the negative voltage. Optimizations of SWNTs-CPs composite actuator may be achieved by using well-aligned nanotubes as well as choosing suitable electrolyte and input voltage range.

원통형 Saddle Field Ion Source의 특성에 관한 연구

  • Choe, Seong-Chang
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.234-234
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    • 2012
  • Saddle field ion source는 구조가 간단하고 영구자석을 사용하지 않아 소형화에 유리하고 구조가 간단한 DC 파워서플라이를 이용하기 때문에 장치 가격이 저렴하여 다양한 분야에서 응용되고 있으며 특히 이온빔 밀링 분야에 많이 사용된다. 초기 saddle field ion source 는 대칭형의 구형이었으나 지속적인 연구 개발로 와이어형, 원판형, 원통형 등 다양한 형태의 saddle field ion source가 개발되었다. 본 연구에서는 비교적 제작이 용이하고, 구조적으로 외부간섭에 대하여 덜 민감한 원통형 saddle field ion source를 제작하였다. 초기 saddle field ion source는 이온원 내부에 saddle field를 형성하기 위하여 대칭 구조를 가지 형태로 제작되었으나, 비대칭 구조에서도 saddle field가 형성될 수 있고 비대칭 구조를 채택할 경우 한쪽으로 더 많은 이온빔을 인출할 수 있기 때문에 실제 응용면에서는 비대칭 구조가 더 유리하다. 따라서 본 연구에서는 원통형 비대칭 saddle field ion source를 제작하였으며, 제작된 이온소스는 높이가 62 mm 지름이 55 mm의 소형 이온소스였다. 제작된 원통형 saddle field ion source는 진공도와 가속전압에 따라 방전 모드 변화하였다. Saddle field ion source는 전극과 extractor의 구조에 따라 조금씩 다르지만 대체로 5x10-5 Torr ~ 5x10-4 Torr 영역에서 안정적으로 작동하였다. 이온소스 내부의 압력이 높을 경우 수십 mA 의 방전 전류가 흐르는 고전류 방전 모드로 작동하였으며 압력이 낮을 경우에는 동일한 전압에서 수 mA 의 방전 전류만 흐르는 저전류 방전 모드로 작동하였다. 압력이 더 높아질 경우 아크 방전이 발생하여 이온소스의 작동이 불안정하여 연속적인 작동이 어려웠다. 고전류 방전 모드에서는 이온빔 전류가 Child-Langmuir 방정식에 따라 Vi3/2에 비례하여 증가하는 경향을 보여주었으며 저전류 방전 모드에서는 Vi에 선형적으로 증가하였다. 가속 전압이 동일한 경우 고전류 방전 모드가 저전류 방전 모드에 비하여 더 많은 이온빔 인출이 가능하지만, 고전류 방전 모드의 경우 이온의 방출 각도가 매우 넓은 반면 저전류 방전 모드에서는 이온빔의 퍼짐이 현저히 줄어듦을 관찰할 수 있었다. 원통형 saddle field ion source는 내부 구조가 간단하기 때문에 내부 전극의 구조 변화에 따라 방전 특성 및 이온빔 인출 특성이 심하게 변동하였다. Saddle field ion source에서는 Anode에 인가되는 방전 전압이 가속 전압과 같은 역할을 하는데 가속 전압은 2~10 kV 사이에서 인가가 가능하였다. 일반적으로 동일한 방전 모드에서 진공도가 높아질수록 방전 전류의 양과 인출되는 이온의 양이 증가하는 것이 관찰되었다. 제작된 이온소스는 최적 조건에서 5 mm 인출구를 통하여 0.7 mA의 이온빔 인출이 가능하였으며, 9 mm 인출구를 사용한 경우 1 mA까지 이온빔 인출이 가능하였다.

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Stand-Alone / Grid-Connected compatible Hybrid Single Phase Inverter (독립형 / 계통연계 호환형 단상 인버터)

  • Jeong, Ku Young;Yang, Tae Cheol;Kang, Kyung Soo;Roh, Chung Wook
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.39-41
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    • 2018
  • 독립형 인버터의 경우 상용 AC 계통(Utility Grid)이 없는 지역에서, 출력으로 단상 AC 전압(220Vrms / 60Hz)을 발생하는 전력 시스템이며 휘발유 연소 에너지, 풍력 에너지, 태양광 에너지 등 다양한 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 시스템의 입력으로 사용한다. 계통 연계 형 인버터의 경우 상용 AC 계통에 직접 연결하여, 발전된 전력을 계통에 주입(Inject)하는 전력 시스템을 말하며 출력으로 계통 전압과 동기화(Synchronization)된 단상 AC 전류를 발생시킨다. 기존 독립형 인버터의 출력에 계통 전원을 연결하면 작동이 불가능하고, 반대로 기존 연계형 인버터의 출력을 계통 전원 없이 동작하려고 하는 경우 또한 작동이 불가능하다. 본 논문에서는 상기 기존 기술의 한계를 극복할 수 있는 독립형 / 계통연계 호환형 단상 인버터를 제안하고 실제 구현을 통해 작동을 검증하였다.

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Development of Lightweight Piezo-composite Curved Actuator (곡면형 압전 복합재료 작동기 LIPCA 개발)

  • Park, Ki-Hoon;Yoon, Kwang-Joon;Park, Hoon-Cheol
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.5
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    • pp.94-100
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    • 2002
  • This paper is concerned with the development, and performance test of LIPCA (Lightweight Piezo-composite Curved Actuator) that is lighter than other conventional piezo-composite type actuators. LIPCA is composed of top fiber composite layers with a high modulus and low CTE (Coefficient of Thermal Expansion), a middle PZT cermaic wafer, and base layers with a high modulus and high CTE. The performance of each actuator was evaluated using an actuator test system consisting of an actuator supporting jig, a high voltage actuating power supplier, and a non-contact laser measuring system. The simply supported condition actuator was excited by the power supplier with 1.0Hz cycle and up to $100\sim400V_{pp}$. The displacement at the center point of actuator was measured with non-contact laser displacement measuring system, It has been shown that the LIPCA-C2 can 34% decrease in mass and 13% increase in displacement compared to THUNDER.

Characteristics of Performance Parameters of Dual Mode(Ramjet-Scramjet Combined) Engine Based on the Analysis of The Operating limitations (작동한계 관점에서의 이중모드(램제트-스크램제트 연합 작동)엔진의 성능 인자 특성)

  • Sung, Hong-Gye;Byun, Jong-Ryul
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.393-396
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    • 2006
  • This paper presents the characteristics of the performance parameters of dual mode(ramjet-scramjet combined) engine, inlet and combustor for wide range of flight Mach number, resulted from the analysis of its operating limitations. The transitional-critical flight Mach number from ramjet to scramjet and the performance of two types of combustors, such as constant pressure- and constant area- combustor, are conceptually evaluated.

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