This paper presents a primary study for a new method of enhancing measurement using impedance analysis method, which is widely used for structure health monitoring. Many of skyscrapers, bridges, tunnels, which have been built up several years, and nearly reached their operating life due to aging crack, material deterioration, and so on. therefore, the health monitoring technique has obtained considerable attention. The usage of the PZT sensor is proposed, and the coupling torque of bolt-connection overlapping beam is assumed. By using the torque wrench, it is easy to apply torque of different values to each bolt. The coupling torque is adjusted gradually from $3N{\cdot}m\;to\;0N{\cdot}m$ with the decrement of $1N{\cdot}m$. Simultaneously, the impedance peak variation is measured. The peak frequency variation can be determined through the change of bolt coupling torque.
선박의 추진축계는 외부 변동 부하에 의해서 축계 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 추진축계의 동역학적인 특성은 운전 중에 일어나는 공진을 견딜 수 있거나 또는 피하도록 설계 및 최적화 해야 한다. 이러한 공진은 대빙급 선박의 추진시스템의 설계에 요구되는 프로펠러에서 유체역학적인 상호작용에 기인한다. 추진축계는 프로펠러와 대빙 사이의 상호관계로 인한 과도부하와 시스템의 공진에 의해서 진지한 응력을 받게 된다. 이 논문은 대빙이 적용된 극지 연구 선박에서 추진축계의 과도비틀림 진동응답을 검토하고자 한다. 추진축계는 전기모터로 구동되는 원동기, 탄성커플링 기어 및 프로펠러로 구성되어 있다. 이론적인 해석은 프로펠러의 대빙 부하를 기진력으로 과도비틀림진동 해석을 수행하였다. 그리고 실선에서 비틀림 진동을 계측하고 공진점을 확인하고 이를 이용하여 추진축계 한계 설계 토크에 대한 적용된 평가 요소를 국제선급연합 규정과 비교하였다. 전기모터를 갖는 추진축계에서 공진을 초래하는 탄성커플링의 강성 선정의 영향을 검토하였다.
산업용 인버터는 운전상황에 따라 캐리어 주파수와 부하전류가 변하게 되며, 이 때 제어기 내부 회로 소자의 Propagation 지연에 따른 Dead Time의 왜곡 그리고 출력전류크기에 따른 전략소자 내부의 전압강하 등에 의해 전압의 왜곡이 발생하여 전동기 토크진동의 원인이 된다. 이를 방지하기 위하여 상황에 따라 출력전압을 보상해야 한다. 특히 전략소자의 전압강하는 전류의 크기에 따라 변하므로 캐리어 주파수에 의한 보상뿐만 아니라 부하전류의 크기에 따른 출력전압을 보상해야 한다. 본 연구에서는 캐리어 주파수 변화에 따른 전압보상량을 기준으로 출력전류 크기에 따른 보상방법 중 비선형적으로 변하는 저전류 영역에서의 전력소자 진압 강하량을 개선하는 보상방법을 제시하였고, 그 유효성을 실험을 통해 검증하였다.
This paper presents the torque ripple and vibration characteristic of interior type permanent magnet (IPM) motor according to rotor design. In the design methods, the optimal notchs are put on the rotor pole face, which have an effect on variation of permanent magnet (PM) shape or residual flux density of PM. Through the space harmonics field analysis, the positions of notch are found and the optimal shapes of notch are decided by using Finite Element Method (FEM). The validity of the proposed method is confirmed with experiments. Therefore, the vibration, starting current and efficiency of IPM is measured by experiment.
본 논문에서는, KSR-III 김발엔진 구동장치 시스템의 원활한 작동을 보장하기 위한 방안으로 릴리프밸브의 적용을 고려하였다. 비행 중의 김발엔진 지지구조물에서의 진동 및 급격한 외란 등에 의해 구동기에 과도한 토크가 작용하는 경우, 구동기의 작동불능 및 로켓의 성능저하가 발생 가능함을 보였으며, 릴리프밸브의 적용을 통해 그러한 불안정성을 해소시킬 수 있음 을 보였다. 6자유도 시뮬레이션 분석을 통해, 릴리프밸브의 작동압이 낮을수록, LOHM 파라미터가 작을수록 시스템의 성능 면에서 유리하다는 결과를 제시하였으며, 릴리프밸브를 채용함에 따라 로켓에 작용하는 TWD 등의 외란을 감소시키는 효과도 발생함을 보일 수 있었다.
본 논문에서는 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 단점인 치, 슬롯 구조에 의한 코깅 토크를 최소화시켜 정토크 특성을 향상시키기 위해 배리어(Barrier)와 노치(Notch)를 설치하였다. 실험계획법 및 유한요소해석을 통하여 최적 설계를 수행하고 그에 따른 제반 특성과 진동 및 소음의 원인이 되는 가진력 특성을 고찰 하였다.
이 논문은 비선형 시스템에 대해 bilinear 강인제어기를 설계하는 새로운 방법을 제시한다. 이 설계방법은 골칫거리인 비선형 영향을 나타내는 무거운 질량을 가지고 진동하는 시스템을 제어하기 위한 새로운 대안이고 진전된 방법이다. 이 설계 과정에, hydrostatic 구동기로 구동되는 킬(용골)이 주어진다. 첫 단계로 킬은 물리적으로 여러 한정된 질량으로 모델화된다. 물리적 모델에 근거한 수학적인 모델을 유도하는 방법은 해밀턴 원리를 적용한 유한요소법을 사용하였다. 즉, 수학적 모델은 여러 서브시스템으로 구성된다. 이것은 주어진 물리적인 시스템에 대해 기준이 되는 시스템이다. 회전하는 구동기에 대한 물리적 모델에 근거하여, 과도 거동은 구동기의 베어링에서 측정되는 운동 현상으로부터 유도된다. 물리적인 시스템은 bilinear 시스템으로 구성하였다. 이 시스템에 근거하여, 요트 킬의 거동을 제어하도록 bilinear 관측기를 설계한다. 구동기의 속도, 토크, 밸브에서의 유량 등이 관측기를 구성하는데 필요한 데이터들이다. 시뮬레이션 결과에 의하면 비선형성에 대한 추정과 보상을 통하여 무거운 질량을 갖는 회전축에 대한 위치와 힘을 제어하는 설계에 유용한 접근법임이 증명되었다.
BLDC 모터의 진동 및 소음의 원인인 영구자석과 슬롯 개구부 형상에 의한 코깅토크를 저감시키기 위하여, RSM(Response Surface Method)과 FEM(Finite Element Method)를 이용하여 영구자석의 형상을 최적화 하였다. 최적화 과정은 총 2단계에 걸쳐 진행되었다. 1단계에서는 영구자석의 자극간격을 구하고, 2단계에서 자석의 형상을 변화시저 최적화한 결과, 최적화 전 후의 코깅도가, 최대 0.051[N.m]에서 0.029[N.m]로 약 50% 감소하였다.
SRM은 회전자의 구조가 간단하고 간단한 제어장치로 구동이 가능한 장점이 있지만 Cogging Torque로 인한 소음, 진동, 토크리플 등으로 인해 SRM의 안정화 운전에 장애가 되는 단점이 있다. 이를 제거하기 위한 방법으로는 외부회로에 제어기를 도입하여 전류파형을 조절하는 방법이 있으나 이 경우 고가의 복잡한 정밀제어기를 부착해야한다. 본 연구에서는 회전자의 형상을 조절하여 Cogging Torque를 감소시키는 방법을 연구한다. 이를 위하여 유한요소법을 이용하여 설계변수의 민감도를 계산하고 최적화 기법을 사용하여 형상변경 실시를 반복하여 최적설계를 하고자 한다.
풍력발전기는 2000년대 초반에 발전기 회전자 직경이 80m에 이르는 2MW급 풍력발전기들이 여러 회사에서 개발되면서 경제성 및 신뢰성도 향상되어 비약적인 발전을 이루게 되었다. 풍력발전시장의 신규발주와 설치장소가 한계점에 이르게 됨으로써 경제성이 뛰어난 대형 풍력발전기의 필요성이 대두되고 있다. 이와 같이 풍력발전기의 대형화 추세는 대형화를 통해 에너지 효율의 증대뿐만 아니라 단위 용량 당 건설비 및 설비비 절감이 가능하기 때문에 풍력발전기 대형화를 위한 기술개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 현재 풍력발전기에 사용되는 기계적 기어박스는 윤활유 주입 및 보수 점검의 문제점이나 소음, 진동, 마찰에 의한 열 발생 등의 문제점들을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기계적 기어박스를 마그네틱 기어를 이용하여 구성하고자 한다. 따라서 본 논문에서는 마그네틱 기어를 이용하여 10MW급 풍력발전기의 기어박스를 설계하고 그 가능성을 검토하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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