• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제6권2호
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• pp.99-108
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• 2002

그리드 고정용 전자석은 절단금형에서 여러 조각으로 나누어진 매우 얇고 가벼운 그리드를 전자석에 흡착시켜 그리드를 부착한 장소까지 이송하는 역할을 하는 전자석이다. 설계목표는 (1)그리드 고정용 전자석이 착자, 탈자 및 이동시 전자석에 흡착된 그리드 조각의 정렬상태가 동요되지 않는 전자석의 설계, (2)금형(그리드 흡착면)에 잔류자기가 최소화되는 설계, (3)전자석이 탈자되었을 때, 잔류자기가 최소화되는 설계에 초점을 두었다. 자장분포는 유한요소법으로 계산하였고, 전자력 계산은 Maxwell stress tensor법을 사용하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.998-999
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• 2006

포항가속기 연구소의 선형가속기에는 22개의 솔레노이드 전자석, 16개의 사극전자석 그리고 전자빔의 궤도 조절을 위한 16개의 2극 전자석이 있다. 선형가속기의 빔을 저장링으로 공급해주는 빔 전송선에는 22개의 사극전자석과 13개의 빔 궤도 조절용 이극 전자석이 있다. 전자빔의 정밀 제어를 위하여 전자석의 전원장치는 출력전류 분해능은 16bit 이상이고 출력전류의 안정도는 최대출력에 대하여 ${\pm}50ppm$ 이하의 고정밀 고안정도가 요구된다. 이를 위하여 풀-브릿지 4상한 DC/DC 컨버터를 이용한 전자석전원장치를 개발 하였다. 전원장치의 입력전압 직류 40V이고 출력전류는 단방향 전원장치는 최대 50A/50V 이고 양방향 전원장치는 ${\pm}20A/20V$이다. 스위칭 주파수는 50 kHz이다. 전원장치의 출력부에 필터가 없으면 출력전류에는 스윗칭과 관련된 주파수 성분이 포함 되고 전자빔은 이들 주파수 성분에 대하여 영향을 받게 된다. 이러한 이유로 출력 필터의 cut-off 주파수는 5 kHz 이하가 되어야 한다. 본 논문에서는 고정밀 고안정 스윗칭 전자석전원장치를 위한 출력필터의 설계, 제작 그리고 이를 적용한 전자석전원장치에 대하여 논의 하고자 한다.

• 한국자기학회지
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• 제3권2호
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• pp.121-124
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• 1993

보자력이 큰 강자성체의 자기이력곡선, 자기변형, 자기이방성등의 측정에 사용할수 있는 펄스전자석을 설계제작하였다. 철심의 형상이 주어졌을때 권선의 회수에 따른 전자석의 여러특성과 축전기 방전시의 전류진폭 감쇄비등을 계산하는 일반식을 유도하고 그것에 의하여 철심단면적 46 nm * 32 nm, 공기간격 28nm의 전자석을 설계 제작하여 20 mT/A의 기울기로 0.49 T까지 직선적인 자기장 대 전류특성을 얻었다. 이 전자석에 에너로그 적분기에 의한 자속계를 부쳐서 박막 또는 박대시료의 major 및 minor 이력곡선을 단번에 쉽게 얻을 수 있는 자기이력곡선 측정기가 구성되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.788-789
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• 2015

본 논문에서는 사이클로트론 전자석의 설계과정을 체계화하고, 자기장 최적화 과정을 순차적 근사화 기법을 이용하여 설계를 진행하였다. 설계하는 전자석은 방사성동위원소생산을 목적으로하는 PET(Positron Emission Tomography) 사이클로트론 이며, 크기를 줄이고 동위원소의 효율적인 생산을 위해 에너지대역은 10MeV로 선정하였다. 설계과정은 실험계획법 중 하나인 LHS(Latin Hypercube Sampling) 기법을 통해 샘플 데이터를 구성하고, 이를 바탕으로 크리깅을 이용해 근사모델을 구성한다. 근사 모델과 진화 알고리즘을 이용해 목적에 맞는 최적의 형상을 찾을 수 있다. 이러한 과정을 반복함으로써 점진적으로 목적에 부합하는 형상을 찾을 수 있다. 각각의 형상의 성능을 판단하는 목적함수를 단계별로 규칙을 정함으로써 결과의 신뢰도를 높인다. 이로써 시간적 효율을 증대시키고 전문지식이 부족한 설계자도 고성능의 형상을 얻을 수 있다. 최적화과정은 STEP1과 STEP2로 나누어 진행되며, STEP1에서는 초기사이클로트론 전자석을 설계하고, 자기장 최적화를 진행한다. STEP2에서는 빔 시뮬레이션 및 분석을 통하여 최적화를 진행하고, 최종적으로 전자석모델을 완성한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1012-1013
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• 2015

포항가속기 연구소 PLS-II 저장링은 빔에너지 3.0 GeV, 빔전류 400 mA 그리고 5.8 mm-rad로 성능을 향상 하였다. 저장링 전체의 이극, 사극, 육극 및 셉텀 전자석의 구동을 위하여 디지털 제어기를 적용한 독립된 강압형 buck-converter를 인터리버 방식으로 응용한 고정밀 단방향 전자석전원장치를 개발 하였다. 이들 전자석전원장치의 출력전류 안정도는 +/-10 ppm 이하이다. 본 논문에서는 PLS-II 저장링의 단방향 전자석전원장치의의 설계 및 성능에 대하여 논하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1090-1091
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• 2007

전자빔은 전자석의 자기장에 의하여 궤도가 편향 또는 집속된다. 이 전자석에 사용되는 전원장치는 사용되는 부품들의 품질과 관련되는 제어 기술의 발전으로 성능이 크게 향상되고 있다. 이 논문에서는 DSP를 이용하여 IGBT를 구동하는데 있어 phase-shifting 기법을 적용한 병렬 운전으로 출력 특성이 크게 개선된 전원장치에 대하여 설명하였다. 이 장치의 기본사양은 ${\pm}\;350\;A$, 2.5 Hz 계단형태의 출력전류를 전자석에 제공하는 것이다. 출력전류 피드백과 입력전압 피드-포워드 제어구조를 적용하여 출력전류의 안정도를 개선하였다. 모의실험과 실제 전자석 구동실험을 통하여 개발된 전원장치가 다양한 용도에 편리하게 적용될 수 있음을 보여준다.

• 한국자기학회지
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• 제5권6호
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• pp.986-990
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• 1995

국내 최초의 대형 가속기 시설인 포항방사광 가속기(Pohang Light Source)가 1995년 9월을 기점으로 일반 User들을 위하여 방사광을 제공하기 시작하였다. 포항방사광 가속기는 전자를 2.0GeV까지 가속시키는 선형 가속기와 가속된 전자를 원형 궤도에 저장 하는 전자저장링, 전자가 방출하는 방사광을 실험 지역까지 끌어내는 빔라인으로 이루어져 있다. PLS는 입자들을 충돌시켜 그 구성 물질을 찾아내는 Collider가 아니라 전자에서 방출되는 빛을 사용하기 위한 광원(Light Source)이다. 이미 전세계적으로 운전 중인 Light Source가 여러개 있지만 PLS는 방사광의 활용만을 목적으로 설계 제작 되었다. 따라서 기존의 광원보다 낮은 Beam Emittance를 가지고 있고 삽입 장치를 설치할 수 있는 직선 구간을 많이 보유하고 있다는 .larw. 면에서 기존의 광원과는 구별 하여 3세대 광원이라고 부른다. 3세대 방사광 가속기에 사용되는 전자석은 전자가 저장링을 수백억번 이상을 회전할 동안 안정된 전자 궤도를 보장하여야 하므로 전자석들끼리의 Fundamental 성분의 에러 및 한 전자석에서 허용되는 다극 에러가 아주 작아야 한다. 또 허용되는 에러들이 작기 때문에 그것들을 분간하기 위한 자장 측정 장치 또는 매우 정밀하여야 한다. 이 보고서에서는 이런 Tolerance를 만족시키기 위한 전자석의 설계, 제작, 측정에 대하여 설명하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1643-1648
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• 2010

비자성체의 자기연마 공정에서는 공작물 표면에 발생하는 자속밀도가 매우 낮아 자기연마입자에 작용하는 절삭력이 현저히 낮아진다. 따라서 공작물 반대편에 전자석을 설치하여 공작물 표면의 자속밀도를 효과적으로 증가 시킬 수 있다. 본 연구에서는 전자석 배열 테이블을 비자성체의 자기연마에 활용하기 위해 전자석 배열에 따른 자속밀도 및 극성변화에 대한 시뮬레이션 및 실험적 검증을 수행하였다. 그 결과 전자석이 같은 극성을 가질 때 보다 중심부분 전자석을 기준으로 주변 전자석이 반대의 극성을 가질 때 중심부분의 전자석에서 가장 높은 자속밀도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.262-262
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• 2003

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.146-147
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• 2015

현재 선박이나 교각 해양플랜트는 많은 철판으로 구성이 되어 있다. 특히 해양플랜트와 선박에는 오랜시간 바다에 있으므로 각종 해양생물들이 붙어 번식을 한다. 이러한 해양생물은 선박의 속도 및 연료 소모에 상당한 영향을 미친다. 그러므로 선박이나 해양플랜트 구조물은 정기적으로 벽면에 서식하는 해양생물을 제거하고 있으며 이러한 제거과정과 도장을 다시하는 과정에서 작업자들에게 위험이 따른다. 본 연구는 선박이나 해양플랜트와 같은 철로된 구조물의 위험한 작업을 대신할 로봇의 기반인 철판 벽면을 이동하는 로봇을 연구하였다. 현재 많은 벽면 로봇들이 연구되고 있다. 영구자석 또는 전자석 휠을 사용하거나 공압을 이용하여 수직벽면에서 작업을 한다. 특히 공압 방식을 많이 사용하였는데 수직벽면에 로봇이 밀착될 만큼 강한 공압이 필요하게 되기 때문에 부가적인 장치가 많이 필요하다. 본 논문에서는 부가적인 장치를 최소화하고 효과적인 동작을 하기위해 전자석 방식을 선택 하였으며 간편하게 선박의 수직벽면을 작업할 수 있는 전자석 방식의 4 륜 로봇을 개발하고자 한다. 선박의 수직벽면 작업용 4 륜구동 로봇을 전자석을 이용하여 수직벽면에 부착할 수 있도록 설계하였으며 자력의 세기와 방향을 제어하여 로봇이 선박의 수직면에 밀착되어 자유롭게 이동이 가능하도록 개발 하고자 한다.