• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.347-348
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• 2015

본 논문은 30kW, 95GHz 자이로트론 구동을 위한 $25kV_{max}$, $10mA_{max}$ 출력 사양의 Body Power Supply (BPS)와 $10V_{max}$, $10A_{max}$ 사양을 가지며 50kV 절연이 요구되는 Heater Power Supply (HPS)의 설계에 관하여 기술한다. 자이로트론 구동 효율 향상에 필요한 BPS는 높은 승압비 달성 및 절연에 대한 신뢰성 확보를 위해 8개의 분리된 코어를 사용하여 변압기를 구성하고, 각 코어간의 보상권선을 이용하는 방식을 제안하여 직렬로 구성된 8개의 고전압 정류부 간의 전압 불균형 문제를 해결 한다. HPS는 50kV 전위가 인가되는 코일 가열을 위해 사용되는 전원으로 내부 고주파 변압기를 이용하여 효율적인 절연 설계를 구현한다. 30kW, 95GHz 자이로트론 구동 시스템의 신뢰성 확보와 전원장치의 높은 전력밀도 달성을 위해 두 전원장치는 공진형 컨버터 토폴로지를 기반으로 설계하고, 시뮬레이션 및 실험을 통해 개발된 전원의 우수성을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.316-329
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• 2012

초음속 플라즈마 풍동 등, 항공우주 응용을 위한 고순도, 고엔탈피 열유동 발생 장치로서 널리 쓰이고 있는 유도결합 플라즈마 토치에 대해, 전기회로 이론과 결합된 해석적 및 수치해석적 자기유체역학 모델을 이용하여 토치 설계변수(주파수 $f$, 가둠관 반지름 $R$ 및 코일 감은수 $N$) 변화에 따른 전기적 특성 변수(등가 저항, 등가 인덕턴스 및 결합효율)의 거동을 추적함으로써 최적 설계 변수해석을 수행하였다. 계산 결과, 등가저항은 $f$, $R$ 및 $N$이 증가함에 따라 커지는 반면, 등가 인덕턴스는 $f$가 증가할수록 작아지지만 $R$과 $N$의 증가에 대해서는 커지는 경향이 있음을 파악하였다. 이로부터, 10 kW 급 고주파 유도결합 플라즈마 토치의 경우, 결합효율을 극대화시키는 최적의 주파수, 가둠관 반지름 및 코일 감은수의 범위를 각각 $f$=4~6 MHz, $R$=17~25 mm 및 $N$=3~4 로 추정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.67-73
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• 2016

최근 들어 전 세계적으로 무선전력전송이 많이 연구되고 있다. 무선 전력전송이란 전기기기가 전선이 없어도 무선으로 전력을 공급하는 기술이다. 본 논문에서는 ICT 기반의 무선전력전송 시스템을 설계, 제작하였다. 제안된 시스템은 기존 시스템보다 픽업코일에 접촉는 면적을 증대하여 같은 L값과 C값을 사용해도 효율이 높아질 수 있도록 설계하였다. 무선 전송의 송 수신부와 고효율의 코일부로 구성되어 있으며, 시스템의 전송 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 특히 무선 송 수신부는 ICT 기술과 연동이 가능하도록 설계하여 실시간 원격 모니터링이 가능하도록 제작하였고, 대기전력을 절감하는 효과를 연구하였다. 이를 위하여 기업에서 무선전력전송 시스템에 사용된 IGBT소자의 최대 주파수 20[KHz]를 사용하여 이에 가장 적절한 L, C값을 찾기 위해 많은 필드실험을 통하여 가장 효율적인 L값 $23.9[{\mu}H]$, C값 $2.64[{\mu}F]$을 선정하여 시스템을 구성하였다. 또한 대기전력을 감소하기 위해 출력전류를 제어하는 알고리즘을 설계하여 적용하였다. 이 결과 기존의 장비보다 무선전력전송용량과 효율이 75[%]에서 80[%]로 전력전송 유효거리를 10[%] 증가하여 대기전력의 감소 및 유지보수 비용이 절감하였고, ICT 기술을 이용한 무선 송수신부 와 프로그램을 개발하여 사용자가 취득된 데이터로 시스템의 고장 검출을 쉽게 할 수 있게 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.475-482
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• 2014

유압밸브 구동용 서보 액추에이터는 항공기, 자동차의 유압시스템 그리고 산업용 유압시스템의 정밀한 작동에 중요한 장치이다. 서보 액추에이터의 신뢰성 있는 동작은 전체 유압시스템의 정밀한 제어에 큰 영향을 미친다. 서보 액추에이터의 주파수 응답특성, 스텝 응답특성과 같은 응답특성은 액추에이터의 성능을 판단하는 중요한 기준이 된다. 본 논문에서는 신뢰성해석을 통해 신뢰성 있는 동작과 응답특성을 만족시키기 위한 구성 부품에 대한 분석을 실시하였다. 또한 신뢰성 있는 동작과 빠른 응답성을 구현하기 위해 현장의 경험적 지식과 문헌 및 전문가의 전자기 이론을 통해 유압밸브 구동용 서보 액추에이터의 설계 파라미터를 도출하였다. 보빈, 요크, 플런저의 설계값, 그리고 코일의 감긴 수와 같은 서보 액추에이터의 설계값들을 결정하는 설계 파라미터를 제안하고, 설계방정식을 통해 산출한 설계값을 유한요소해석을 통해 타당성을 검증하였다. 또한 서보 액추에이터가 장착된 유압밸브의 성능시험을 통해 제안한 설계 방안의 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.431-438
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• 2016

본 논문은 자가발전형 쿼드콥터를 설계하고 제작한 내용을 다룬다. 본 논문에서 제안하는 자가발전형 쿼드콥터는 전자기유도원리를 이용해 설계된 두 가지 발전장치를 통해 추가 전력을 얻는다. 첫 번째 발전장치는 상용 BLDC모터와 프로펠러를 결합해 함께 회전시켜, BLDC모터를 발전기처럼 활용해 전력을 생산하는 장치이다. 두 번째 발전장치는 프로펠러의 회전축에 작은 자석들을 포함한 프레임을 결합해 함께 회전시켜 코일이 감긴 보호링에서 전력을 생산하는 장치이다. 본 발전장치들은 상용 쿼드콥터 프로펠러 하단에 장착되어 실용적인 발전을 할 수 있으리라 기대된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.881-882
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• 2006

선형전동기(linear motor)는 일반 회전형 모터에 비해 직선 구동력을 직접 발생시키는 특유의 장점이 있으므로 직선 구동력이 필요한 시스템에서 회전형에 비해 절대적으로 우세하다. 선형전동기의 성능인 추력을 스테이터, 코어, 영구자석 등의 구성요소의 형상과 치수, 코어와 영구자석의 극간격, 공극, 코일의 권수에 따라서 결정된다. 본 논문에서 제안한 2kW급 단상 구동형 횡자속 선형전동기는 압축기 제작에 필요한 직경 50mm, 구동 스트로크 18mm로 설계하였다. 또한 pole pitch가 20mm로 설계하였으며 요구되는 평균추력은 940N이다. 제작된 압축기의 특징은 고정자와 이동자가 맞닿는 flux path를 넓히기 위해서 최대한 경사진 각도의 형상으로 제작하였으며 경사의 각도가 커지면 커질수록 압축기로 구동하는 이동자와 고정된 부위사이에서 발생하는 흡인력이 상쇄되는 구조이기 때문에 진동의 원인으로 가장 크게 작용한다는 디텐트력이 작다는 것이 특징이며, 진동특성 등에 유리한 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.399-409
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• 1998

본 논문에서는 CATV 시스템용 약결합형 신호분기기에 대한 광대역 설계이론을 설명하고, 전송선로의 임피던스 정합법을 제안하였다. 위의 이론과 방법에 의해 제작된 약결합형 신호분기기는 종래의 약결합형 신호분기기에 비해 주파수특성이 매우 향상되었다. 따라서, 약결합형 신호분기기의 대역폭은 5-2000 MHz로 확대되었다. 또한, 실제 회로에서 변성기를 구성하는 코일의 권선수는 정수가 아니라 0.9, 1. 1.9, 2, 2.9 등임을 밝혔다. 나아 가서, 실제로 제작된 약결합형 신호분기기의 주파수 특성이 이론치와 잘 일치함을 보임으로써, 제안한 설계이론 및 전송선로의 임피던스 정합법의 타당성이 입증되었다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권6호
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• pp.90-95
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• 1997

고주파 유도가열을 위한 인버터의 공진회로 설계에서 인덕턴스 L의 작용과, 출력전달 요소로 사용된 변압기의 결합계수, 그리고 코일을 사용한 가열부하의 결합계수가 공진회로의 출력, 회로의 Q와 공진주파수에 큰 영향을 주고 있음을 등가회로를 도출하여 그 특성을 해석하였다. 또한 변압기를 테브난 등가회로로 구성할 경우, 변압기의 이차측 임피던스를 일차측 임피던스고 환산하면, 권선비 n$^2$에 비례 할 뿐만 아니라 결합계수 $K^2$에도 비례함을 도출하여 결합계수형 테브난 등가회로에 의한 정확성이 큰 인버터 공진회로 설계의 기초방식을 나타냈다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.618-625
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• 2005

본 논문은 CRT 표시장치에서 고전류밀도를 구현하기 위한 전자총의 히터와 캐소드의 최적의 저전력설계와 실험을 수행하였다. CRT 표시장치에서 밝기, 고휘도, 고해상도와 대화면화를 위해서는 전자총 캐소드(cathode)의 고전류밀도가 필수적이다. 이를 위해서는 함침형 캐소드가 사용되며, 고전류밀도를 얻기 위해 히터의 동작온도를 높여야하는데 이에 비례하여 소비전력도 증가한다. 본 논문에서는 고전류밀도 캐소드 히터의 저전력 설계를 위하여 히터의 리드형태(Lead Type), 코팅(Coating)법, 발열부의 1차 및 2차 코일링의 피치와 권선수를 달리한 샘플을 제작, 시험하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.543-548
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• 2013

이 논문은 세탁기의 진동제어를 위한 MR 댐퍼의 설계과정을 제시한다. 이 연구에서는 MR 댐퍼의 작은 크기와 함께 높은 댐핑력과 저전력을 소비하도록 설계되었다. MR 댐퍼는 전단모드를 사용하도록 제안되었고 빙햄모델을 이용하여 최설설계를 진행하였다. 이 과정에서 멀티코일이 댐핑력을 높이기 위해 적용되었고 최적화된 구조를 찾아내기 위하여 APDL을 이용하여 최적설계가 수행되었다. 이 후 최적의 수치 값들을 통해 제작하여 실험을 수행하였다. 이 때 슬라이딩모드 제어기를 적용하여 시뮬레이션과 제어실험을 모두 수행하였다. 실험의 결과로부터 MR 댐퍼가 세탁기의 진동제어를 위한 요구 댐핑력을 만족시켜줌을 확인하였다.